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1、计量标准技术报告计量标准技术报告计 量 标 准 名 称 F1等级克组砝码标准装置 计 量 标 准 负 责 人 熊金龙 建标单位名称（公章）沙洋县质量计量检验检测所 填 写 日 期 2014 年 9 月 目目 录录一、建立计量标准的目的 ( )二、计量标准的工作原理及其组成( )三、计量标准器及主要配套设备( )四、计量标准的主要技术指标( )五、环境条件( )六、计量标准的量值溯源和传递框图( )七、计量标准的重复性试验( )八、计量标准的稳定性考核( )九、检定或校准结果的测量不确定度评定( )十、检定或校准结果的验证( )十一、结论( )十二、附加说明( )一、建立计量标准的目的为了适应市
2、场经济发展的需要，提高服务企业的质量与能力，促进量值传递的准确可靠，保障 工作计量器具的准确使用，特建立本标准。二、计量标准的工作原理及其组成1、工作原理 F1等级砝码组标准装置由 E2 等级标准砝码、标准天平组成。 E2 等级砝码向下传递 F2等级及以下砝码采用 ABBA 循环的双次替代法，以消除量传过程中天平的 示值误差和线性漂移的影响。其量传过程及工作原理如下： a.开启天平，将标准砝码放在天平的称盘上，稳定后读取天平示值 A； b.取下标准砝码，换上同标称质量的被检砝码，稳定后读取天平示值 B； c.重复步骤 b 和 a 的操作，计算出 A 和 B 的算术平均值；d.通过m = m +
3、 mCIm/I公式计算出被检砝码实际质量。ctcrcrcssw2、数学模型m = m+ mC +Im /I +m ctcrcrcsswwa令：F= mC 简化后m = m+ F +Im/I+ m （1）crctcrcswa式中：m -被测砝码的折算质量；ctm-标准砝码的折算质量；crI-天平所指示的被测砝码示值的平均值和标准砝码示值的平均值之差()；AB m-实测天平灵敏度的小砝码的折算质量；csI -加放m后天平示值的变化量；scsCw-空气浮力修正因子，C=（ -）(1/ -1/)；a0trma-磁性影响。 三、计量标准器及主要配套设备名 称型 号测量范围不确定度 或准确度等级 或最大允
4、许误差制造厂及 出厂编号检定或 校准机构检定周 期或复 校间隔标准砝码1mg500mgE2 等级山东蓬莱 （508）省计量院一年标准砝码1g500gE2 等级山东蓬莱 （508）省计量院一年计 量 标 准 器天平TG328A0.1mg200g3 级上海上平荆门市计量检定测试所1 年天平TG332A0.01mg20g3 级湘仪荆门市计量检定测试所1 年主 要 配 套 设 备四、计量标准的主要技术指标E2 等级标准砝码测量范围 : 1mg500g扩展不确定度: U=(0.0020.25）mg k=2五、环境条件序号项 目要 求实际情况结 论1温 度F2 等级以下常温常温合格2湿 度F2 等级以下不
5、大于 80不大于 80合格3456六、计量标准的量值溯源和传递框图上级计量标准计量测试技术研究院 E1 等级砝码 1mg20kg U=0.001mg3mg(k=2)本级计量标准沙洋县质量计量检验检 E2 等级砝码 1mg500gU=0.002mg0.25mg(k=2)下级计量标准分析天平（3 级及以下）电子天平(I 级 及以下)F 等级及以下2砝码直接比较法组合测量七、计量标准的重复性试验在分析天平 TG328A,器号为 59728 的天平上，选取一个 100gF2等级的被检砝码在本装置正常工作的条件下，等精度重复测量 10 次，其各次测量结果如下:序号测量值 xi(L)V=xi-XV213.
6、00.02410423.00.02410432.96-0.02410442.95-0.03910452.97-0.01110463.00.02410473.00.02410482.94-0.041610492.95-0.039104103.00.024104X29.78x2.98实验标准偏差 s =0.02mg1)(12 nxxnii结论合格选用一稳定的 F2等级 100g 被检砝码 ，在型号为 TG328A 的天平上每隔一段时间用该计量标准 进行一组 10 次的测量，共测量 3 组，其各次测量结果如下:序号第 1 组第 2 组第 3 组11.01.21.221.01.31.231.21.21
7、.141.11.21.151.01.21.261.11.31.171.21.21.181.21.11.191.11.21.1101.11.21.0x 1.11.21.1其稳定性为:max-min=0.1 分度 =0.01 mg XX小于扩展不确定度，故符合要求。八、计量标准的稳定性考核九、检定或校准结果的测量不确定度评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(18-23 ） 温度波动不大于 3.5/4h,相对湿度不大于 70.1.3 测量标准:E2 等级砝码(1mg-500g) U(0.0020.25)mg =2k1.4 被测对象:F2 等级砝码(1
8、mg-200g) U (0.021.0)mg =2k1.5 测量方法:砝码的量传采用 ABBA 循环的双次替代法，以消除量传过程中天平的示值误差和线性漂移的影响。其量传过程及工作原理如下：a.开启天平，将标准砝码放在天平的称盘上，稳定后读取天平示值 A；b.取下标准砝码，换上同标称质量的被检砝码，稳定后读取天平示值 B；c.重复步骤 b 和 a 的操作，计算出 A 和 B 的算术平均值；d.通过 m = m + mCIm/I公式计算出被检砝码实际质量。ctcrcrcssw2、数学模型m = m+ mC +Im /I +m ctcrcrcsswwa令：F= mC 简化后 m = m+ F +Im
9、/I+ m （1）crctcrcswa式中：m -被测砝码的折算质量；ctm-标准砝码的折算质量；crI-天平所指示的被测砝码示值的平均值和标准砝码示值的平均值之差()；AB m-实测天平灵敏度的小砝码的折算质量；csI -加放 m后天平示值的变化量；scsCw-空气浮力修正因子，C=（ -）(1/ -1/)；a0trma-磁性影响。 3.各输入量的标准不确定度评定以 1mg 和 200g 砝码为例3.1 测量过程的标准不确定度分量 Uw(mc)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 类方法进行评定用 TG328 天平对 1mg 砝码在重复条件下连续测量 10 次，得
10、到 1.01,1.00，1.02，1.01，1.00，1.021.01，1.02，1.01，1.00实验标准差 s=0.00816mg1)(12 nxxnii检定时以两组读数的算术平均值作为测量结果1mg 砝码 Uw()=0.00577mgmc2s用 TG328A 天平对 200g 砝码在重复条件下连续测量 10 次，得到 199.9998,199.9997,199.9999,199.9998,199.9999199.9998,199.9997,199.9997,199.9998,199.9999.实验标准差 s=0.2581mg1)(12 nxxnii200g 砝码 Uw()=0.1825m
11、gmc2s3.2 由标准砝码引起的不确定 U（mcr）评定3.2.1 标准砝码检定证书中给书的扩展不确定度 U(m)AcE2 等级的 1mg 砝码 U（m）=U/k=0.002/2=0.001mgAcE2 等级的 200g 砝码 U（m）=U/k=0.1/2=0.05mgAc3.2.2 由标准砝码质量不稳定引入的不确定度 u (m)instAc根据 JJG99-2006 砝码检定规程，砝码的质量不稳定度不大于砝码质量最大允许误差的 1/3。估计为均匀分布，因此E2 等级的 1mg 砝码: u (m)=MPE/3=0.0011mginstAc3E2 等级的 200g 砝码: u (m)=MPE/
12、3=0.058mginstAc33.2.3 合成后由输入量 m引入的不确定度 u(m):crcru(m)= 因此:cr22)()(AcinstAcmumuE2 等级的 1mg 砝码 u(m)=0.0015mgcr22)()(AcinstAcmumuE2 等级的 200g 砝码 u(m)=0.0766mgcr22)()(AcinstAcmumu3.3 由衡量仪器引起的不确定度 Uba3.3.1 由天平灵敏度引入的不确定度 u(s)评定:用 F1 等级实际质量为 10.02mg 的砝码，在 TG328B 天平上测得的分度数为 100.2 ，连续测量 10 次，测量结果分别为(mg):10.01，1
13、0.00,10.01,10.01,10.02，10.02，10.00，10.00，10.01，10.02.s=0.008mg1)(12 nxxniiu(s) =0.00080mg22222/ )(/ )()(IsIsumsmsumc3.3.2 由机械天平分辨力引起的不确定度 u(d)评定:u(d)=(d/5)/=0.016mg323.3.3 由磁性引入的不确定度 u(ma)评定根据 JJG99-2006 砝码检定规程，符合 F 级的砝码，磁性引起的不确定度 u(ma)可假设为零。3.3.4 由偏载引入的不确定度 u(E)评定根据 JJG99-2006 砝码检定规程，可忽略不计。Uba=0.01
14、6mgmauEudusu22223.4 由空气浮力引入的不确定度 u(b)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。空气浮力引起的质量误差的修正:m0c=(vt-vr)(pa-p0)=m0(pa-p0)1/pt-1/pr查资料知，空气密度估计为(1.20 0.020)mg/cm ,所以(pa-p0)= 0.020mg/cm33由规程知，因 F2 等级砝码采用铝质材料制作，其密度为 2.7 g/cm ；F1 等级砝码采用的不锈钢材料制作，其密度3为 7.95 g/cm。所以，1g、100g 的 F2 等级砝码，其因空气浮力引入的不确定度分别为; 31mg 砝码:m C=0.001g(1/2.7 g/cm-1/7.95 g/cm) 0.020mg/cm =4.89mg0333610200g 砝码: m C =200g(1/2.7 g/cm-1/7.95 g/cm) 0.020mg/cm =0.9783mg0333将 m C 估计为均匀分布，则 1mg 的 u(b)= m C /=2.82
