附錄:檢定2kg的F2等級(jí)砝碼時(shí)天平引入的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定
1.概述
1.1測(cè)量依據(jù):根據(jù)JJG99-2006砝碼檢定規(guī)程附錄C.4。
1.2測(cè)量環(huán)境條件:溫度(20±5)℃,溫度波動(dòng)≤0.5℃,相對(duì)濕度≤75%。
2.使用5kg/10mg機(jī)械杠桿式普通標(biāo)尺雙盤(pán)天平,用F1等級(jí)2kg砝碼檢定F2等級(jí)2kg砝碼,其天平計(jì)量性能指標(biāo)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如下:
空秤天平分度值 e0=8.4mg
全秤量天平分度值 ep=9.7mg
空秤天平示值重復(fù)性 △0=0.1分度
全秤量天平示值重復(fù)性 △p=1.0分度
橫梁不等臂性誤差 Y=+3.0分度
采用替代衡量法,衡量?jī)x器引入的不確定度分量有天平的標(biāo)尺因子(靈敏度)us,分辨率ud,偏載uE, 天平重復(fù)性u(píng)w引入的以上四項(xiàng)不確定度合成:
uba=
2.1. 標(biāo)尺因子(靈敏度)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
用標(biāo)準(zhǔn)砝碼在衡量?jī)x器上對(duì)同一被檢砝碼進(jìn)行ABA循環(huán)測(cè)量,測(cè)量時(shí)必須用靈度砝碼對(duì)衡量?jī)x器的分度值進(jìn)行測(cè)量,測(cè)得△mc和△Is,重復(fù)測(cè)量10次,求得平均值 和 ,u(△Is)由10次△Is的標(biāo)準(zhǔn)偏差(貝塞爾公式)計(jì)算得到,數(shù)據(jù)見(jiàn)下表:
次數(shù) 左盤(pán) 右盤(pán) 平衡位置 △I △Is △m 次數(shù) 左盤(pán) 右盤(pán) 平衡位置 △I △Is △m
1 T A 11.2 0.7 3.1 1.8 6 T A 11.0 0.8 3.1 2.8
T B 11.9 T B 11.8
T A 11.1 T A 11.1
T A+mS 14.2 T A+mS 14.2
T A 10.9 0.9 3.2 3.5 7 T A 11.1 0.7 3.2 1.6
T B 11.9 T B 11.7
T A 11.1 T A 11.0
T A+mS 14.3 T A+mS 14.2
3 T A 11.1 1.0 3.2 4.4 8 T A 11.2 0.6 3.1 0.8
T B 12.0 T B 11.8
T A 11.0 T A 11.2
T A+mS 14.2 T A+mS 14.3
4 T A 11.1 0.6 3.1 0.8 9 T A 11.1 0.8 3.1 2.8
T B 11.8 T B 11.8
T A 11.2 T A 11.0
T A+mS 14.3 T A+mS 14.1
5 T A 11.2 0.7 3.3 1.4 10 T A 11.1 0.7 3.1 1.8
T B 11.9 T B 11.9
T A 11.1 T A 11.2
T A+mS 14.4 T A+mS 14.3
則:
us=
=
=0.05mg
式中: ——標(biāo)準(zhǔn)砝碼與被檢砝碼質(zhì)量差值的平均值。
ms——測(cè)定天平分度值時(shí)添加小砝碼的質(zhì)量值。(用30mg標(biāo)準(zhǔn)砝碼測(cè)其分度值,其擴(kuò)展不確定度為0.008mg,k=2)。
u(ms)——標(biāo)準(zhǔn)小砝碼的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。
△Is——測(cè)定天平分度值時(shí)添加小砝碼后天平移動(dòng)的變化量。
u(△Is)——△Is的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。
2.2機(jī)械天平分度值為10mg,由分辨率引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
ud=( )× = =1.63mg
因子 來(lái)自二次讀數(shù),一次為標(biāo)準(zhǔn)砝碼,另一次為被測(cè)砝碼。
2.3偏載引起的不確定度uE
UE=
式中:D為天平檢定時(shí)偏載測(cè)量的最大值與最小值之差;
d1為砝碼偏離秤盤(pán)中心的距離;
d2為秤盤(pán)半徑(圓秤盤(pán))或秤盤(pán)中心到角的距離。
在檢定砝碼時(shí),無(wú)論是標(biāo)準(zhǔn)砝碼還是被檢砝碼均應(yīng)盡可能放置在秤盤(pán)中心,偏移的距離一般不會(huì)超過(guò)秤盤(pán)半徑的1/3,即d1/d2<1/3,對(duì)天平進(jìn)行偏載測(cè)量的最大值與最小值之差為0.6mg,即D=0.6mg,則:
UE=
2. 4衡量過(guò)程天平重復(fù)性引起的不確定度uw(A類(lèi))
用標(biāo)準(zhǔn)砝碼在天平上對(duì)被檢砝碼進(jìn)行重復(fù)測(cè)量10次,以被檢砝碼與標(biāo)準(zhǔn)砝碼的差值為測(cè)量結(jié)果,算出質(zhì)量差值的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
△m的10次測(cè)量值為1.8、3.5、4.4、0.8、1.4、2.8、1.6、0.8、2.8、1.8mg
則 s= =1.18mg
在重復(fù)性條件(相同人員,同一環(huán)境地點(diǎn),相同方法)下,重復(fù)測(cè)量10次, 10次標(biāo)準(zhǔn)偏差為:
1.18 1.10 1.08 1.06 1.04 1.15 1.12 1.10 1.20 1.06
采用合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差作為天平的重復(fù)性引起的不確定度分量,
則: uw=sp= =1.11mg
4、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uba= =
=2.0mg
結(jié)論:F2等級(jí)2kg砝碼的允差為30mg,其1/9為3.3mg,因天平的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為2.0mg<3.3mg,故可開(kāi)展F2等級(jí)2kg砝碼的量傳工作。 |