计量标准技术报告F1等级克组砝码标准装置

('计量标准技术报告建立计量标准单位计量标准负责人筹建起止日期说明1申请建立计量标准应填写《计量标准技术报告》。计量标准考核合格后由申请单位存档。2《计量标准技术报告》由计量标准负责人填写。3《计量标准技术报告》用计算机打印或墨水笔填写，要求字迹工整清晰。目录一计量标准的工作原理及其组成--------------------------------------------------------------------------(1)二选用的计量标准器及主要配套设备--------------------------------------------------------------------(2)三计量标准的主要技术指标--------------------------------------------------------------------------------(3)四环境条件-----------------------------------------------------------------------------------------------------(3)五计量标准的量值溯源和传递框图-----------------------------------------------------------------------(4)六计量标准的测量重复性考核-----------------------------------------------------------------------------(5)七计量标准的稳定性考核-----------------------------------------------------------------------------------(6)八测量不确定度评定-----------------------------------------------------------------------------------------(7)九计量标准的测量不确定度验证--------------------------------------------------------------------------(9)十结论-----------------------------------------------------------------------------------------------------------(10)十一附加说明--------------------------------------------------------------------------------------------------(10)一计量标准的工作原理及其组成F1等级克组砝码标准装置由F1等级克组标准砝码、标准天平组成。F1等级克组砝码标准装置的检定采用替代衡量法。替代衡量法工作原理如下：①开启天平，将标准砝码放在天平的称盘内，读取数据A。A取两次读数的算术平均值.②取下标准砝码，并在此称盘内放上同名义质量的被检砝码，读取数据B。B取两次读数的算术平均值.③测量循环采用ABBA法，测得两组读数。④根据以上数据，取两组读数的算术平均值，计算出被检砝码实际质量。数学模型(1)式中：mB——被测砝码的折算质量；mA——标准砝码的折算质量；VB——被测砝码的体积；VA——标准砝码的体积；pk——测量时，实验室的实际空气密度；p1,2——约定的标准空气密度；——被测砝码与标准砝码的平衡位置的差值；mcs——测天平分度值的标准小砝码的折算质量——测天平分度值加放mr后的平衡位置改变值。·1·二选用的计量标准器及主要配套设备计量标准器名称型号测量范围不确定度或准确度等级或最大允许误差制造厂及出厂编号检定证书号砝码1mg－500g1mg－500gF1063(MLY)C1/07-0708砝码1mg－500g1mg－500gF1001(MLY)C1/07-0713砝码1mg－500g1mg－500gF1029(MLY)C1/07-0710天平CC5000－500g特种准确度级SartoriusLSmt2006-1207主要配套设备天平M3P0－2g特种准确度级Sartorius(MLY)C1/07-0668·2··3·五计量标准的量值溯源和传递框图上一级计量标准本单位计量标准M1等级砝码1g～500gMPE=±(1.0～25)mg·4·六计量标准的测量重复性考核E2等级砝码1g～500gU≤（0.010～0.25）mg(k=2)MPE=±（0.03～0.8）mgF2等级砝码1g～500gMPE=±(0.3～8.0)mg直接比较法直接比较法或直接加砝码方法F1等级砝码1g～500gU≤（0.03～0.8）mg(k=2)MPE=±（0.10～2.5）mgU---检定结果扩展不确定度（k=2）。MPE---最大允差误差。下一级计量器具M2等级砝码1g～500gMPE=±(3.0～80)mg天平(托盘扭力天平、扭力天平、架盘天平液体比重天平)分度值不小于0.05mg重复性技术指标0.07mg被测对象简述标准砝码（器号029）标准天平（器号400119301304）被测砝码（器号001）次数测量值1500.0005g2500.0005g3500.0006g4500.0006g5500.0005g6500.0006g7500.0006g8500.0005g9500.0006g10500.0005gx500.0006g0.05mg结论合格·5·七计量标准的稳定性考核选取一个500g（器号001），进行稳定性考核，结果如下名义值100g实际质量（g）变差（mg）允许变差（±mg/年）2003年500.00052.52004年500.00060.12.52005年500.00060.02.52006500.00050.12.52007500.00040.12.5经考核稳定性符合要求。·6·八测量不确定度评定F2等级克组砝码折算质量测量结果的不确定度评定1,概述1.1测量依据：JJG99-2006<<砝码检定规程>>。1.2环境条件：温度每四小时变化不大于3.5℃,相对湿度不大于70%。.1.3测量标准：F1等级标准砝码.测量范围1g～500g,由JJG99-2006《砝码检定规程》给出其扩展不确定度U≤（0.03～0.8）mg，包含因子k=2。1.4被测对象：F2等级砝码。测量范围：1g～500g，扩展不确定度U≤（0.10～2.5）mg，包含因子k=2。1.5测量过程砝码的检定采用替代衡量法。工作原理如下：①开启天平，将标准砝码放在天平的称盘内，读取数据A。A取两次读数的算术平均值.②取下标准砝码，并在此称盘内放上同名义质量的被检砝码，读取数据B。B取两次读数的算术平均值.③测量循环采用ABBA法，测得两组读数。④根据以上数据，取两组读数的算术平均值，计算出被检砝码实际质量。1.6评定结果的使用在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。2.数学模型(1)式中：mB——被测砝码的折算质量；mA——标准砝码的折算质量；VB——被测砝码的体积；VA——标准砝码的体积；pk——测量时，实验室的实际空气密度；p1,2——约定的标准空气密度；——被测砝码与标准砝码的平衡位置的差值；mcs——测天平分度值的标准小砝码的折算质量——测天平分度值加放mr后的平衡位置改变值。假设，空气浮力引起的质量修正值为mp，简化式（1）得：(2)3．折算质量测量的不确定度评定以1g及500g砝码为例。3.1测量过程的标准不确定度的评定。测量过程的标准不确定度可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。3.1.1用2g电子天平M3P对1g砝码在重复性条件下连续测量10次，得到测量列1000.02,1000.03,1000.02,1000.03,1000.02,1000.03,1000.02,1000.03,1000.02,1000.03(mg)。实验标准差为检定时以两组读数的算术平均值作为测量结果1g砝码：==0.004mg3.1.2用CC500电子天平对500g砝码在重复性条件下连续测量10次，得到测量列为500.0005,500.0005,500.0006,500.0006,500.0005,500.0006,500.0004,500.0005,500.0004,500.0005(g)。实验标准差为检定时以两组读数的算术平均值作为测量结果500g砝码：==0.05mg3.2标准砝码引起的不确定度u(mcr)的评定。标准砝码引起的不确定度u(mcr)，采用B类方法进行评定。3.2.1标准砝码的扩展不确定度引起的不确定度分量：根据规程，F1等级标准砝码1g的扩展不确定度不大于0.03mg，包含因子k=2；F1等级标准砝码500g的扩展不确定度不大于0.8mg，包含因子k=2,1g砝码：U/k=0.03mg/2=0.015mg500g砝码：U/k=0.8mg/2=0.4mg3.2.2标准砝码质量的不稳定性引起的不确定度根据规程规定，砝码相邻两个周期检定结果之差不得超过该砝码最大允许误差的三分之一，以均匀分布来估计这个分量。F1等级标准砝码1g的最大允许误差绝对值0.10mg，F1等级标准砝码500g的最大允许误差绝对值2.5mg。1g砝码：uinst(mcr)=0.10/(3)=0.019mg500g砝码：uinst(mcr)=2.5/(3)=0.48mg3.2.3标准砝码引起的不确定度u(mcr)1g砝码：u(mcr)==0.024mg500g砝码：u(mcr)==0.62mg3.3由于检定过程直接使用电子天平的实际分度值d，由电子天平鉴别力引起的不确定度采用B类方法进行评定。1g砝码：==0.41d=0.410.005=0.002mg500g砝码：==0.41d=0.410.01=0.004mg3.4空气浮力引入的标准不确定度u(mp)的评定通过空气浮力引入的极限误差来评定，采用B类方法进行评定。空气浮力引起质量误差的修正：mp=(VB-VA)(pk-p0)根据规程规定,当空气浮力引入误差不超过被测砝码检定精度的1/4时,可不进行空气浮力修正,即实际计算时认为mp=0。由规程得到F2等级砝码材料密度（6.4～10.7）g/cm3（；1克砝码材料密度不做要求，假设为g/cm3；F1等级砝码材料密度（7.39～8.73）g/cm3.（；g/cm3(1g)；F2等级砝码允差为1g±0.3mg；500g±8.0mg；F1等级砝码允差为1g±0.10mg；500g±2.5mg；空气密度估计为(1.20±0.024)mg/cm3。空气浮力引入极限误差的估算如下：1g砝码：500g砝码：F2等级砝码砝码的检定精度为1g±0.10mg，500g±2.5mg。因△mp、△mp’小于检定精度的1/4,可不进行空气浮力修正,修正值为零。因此，mp=0，u(mp)通过空气浮力引入的极限误差来评定，以均匀分布来估计这个分量，k取。则标准不确定度u(mp)为1g砝码：500g砝码：4、合成标准不确定度评定4．1标准不确定度汇总表输入量的标准不确定度汇总于表1（1克砝码）、表2（500g砝码）。表1标准不确定度汇总表（1g砝码）标准不确定度分量u(xi)不确定度来源标准不确度（mg）测量重复性0.004u(mcr)标准砝码0.024ud天平鉴别力0.002u(mp)空气浮力0.005表2标准不确定度汇总表（500g砝码）标准不确定度分量u(xi)不确定度来源标准不确度（mg）测量重复性0.05u(mcr)标准砝码0.62ud天平鉴别力0.004u(mp)空气浮力0.294.2合成标准不确定度的计算输入量彼此独立不相关，合成标准不确定度按下式得到：1g砝码的合成标准不确定度为500g砝码的合成标准不确定度为5.扩展不确定度的评定(K=2)1g砝码：=K•=2×0.025mg=0.05mg500g砝码：=K•=2×0.69mg=1.4mg6.测量不确定度的报告与表示F2等级标准砝码折算质量测量结果的扩展不确定度为1g：=0.05mgK=2500g：=1.4mgK=2·7·九计量标准的测量不确定度验证计量标准的测量不确定度验证采用传递比较法。取一被检砝码500g(器号488)，标准砝码500g(器号029)，测量不确定度验证使用CC500电子比较仪（器号400119301304）：计量院测量值y0=500.0002g;U0=0.8mg.本所测量值y=500.0002g;U=2.5mg.因︱y-y0︱≤(U2+U02)1/2，所以测量不确定度指标符合要求。·8·十结论该F1等级克组砝码标准装置的测量不确定度、重复性、稳定性指标均符合要求，可开展F2等级以下克组砝码和相应天平的检定工作。十一附加说明·9·',)