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1、计量标准技术报告计 量 标 准 名 称F1等级公斤组砝码标准装置建 立 计 量 标 单 位 计 量 标 准 负 责 人 筹 建 起 止 日 期二零一六年十二月说明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
2、、 测量不确定度评定（7-14）九、 计量标准的测量不确定度验证（15）十、 结论（16）十一、附加说明（16）一、计量标准的工作原理及其组成砝码的检定，采用质量已知的高一等级砝码在相应精度天平上进行检定，具体方法：把标准砝码放在天平的一个秤盘上，在另一个称盘上放上配衡物， 使天平实现平衡，并读取平衡位置 LA1，然后把标准砝码从天平秤盘上取下来放上被检砝码，使天平仍能在LA1附近实现平衡， 设此时平衡位置为LB。然后再把被检砝码从天平秤盘上取下来放上标准砝码，读取平衡位置 LA2, 最后，把一个感量砝码添加在放标准砝码的称盘上读取平衡位置 LA2+ms，则被测物体质量mB*为：() ()12
3、 0222 ssAA BABAaBwAmAmLLmmVVLm LLrr*+轾骣+?犏=+-?犏桫-臌示意图如下：LALB式中：mA*- 标准砝码的折算质量; mB*- 被检砝码的折算质量; VA-标准砝码的体积cm3; BB-被检砝码的体积cm3;Pa-检定室内实际空气密度mg/cm3; p0-约定的标准空气密度1.2mg/cm3; LA1 、 LA2- 秤量标准砝码时的平衡位置（分度）；LB-秤量被检砝码时的平衡位置（分度）；ms-测定天平分度值所用小砝码的折算质量；LA2+ms-天平秤盘上同时放有标准砝码和测定天平分度值的砝码时的平衡位置（分度）；mw- 为使天平平衡在天平（左、右）盘上所
4、加标准小砝码的质量。-1- T A T B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、校准 证书号砝码F1等级(120)kg (5.0 100)mg 黑龙江 206F03- 20050262 主要配套设备天平TG31B 200g-1kg 3级上海 5123 LY03- 200600020 天平TG35B 500g-5kg 3级上海 4076 LY03- 200600021 天平TG320B 1kg-20kg 3级上海 9924 LY03- 200600022 干湿温度 计272 型-25 +501% 上海 092 T
5、20- 20070039 气压表DYM3（800 1060）hPa 二等长春 1095 T34- 20070012 温度计棒式（050）0.1 北京 148-1 T15- 20070057 水平仪0.05mm/m 100100 0.05mm/m 潍坊量具厂L03- 20070041 -2- 三、计量标准的主要技术指标标准名称：标准砝码准确度等级： F1等级测量范围： (1 20)kg 质量允差：（ 5.0 100）mg 四、环境条件项目要求实 际 情 况结论温度恒温室温度波动每4h 最大变化21/4h 合格相对湿度 30%70%,每 4h 最大变化15% 每 4h 最大变化小于15% 合格振动
6、气流磁源无振动气流磁源无无振动气流磁源合格-3- 五、计量标准的量值溯源和传递框图省计科院 标准E2等级公斤组砝码 1kg20kg U=(0.5 10)mg k2 精密衡量法本 所 标 准F1等级公斤组砝码 1kg20kg U =(1.6 30)mg k 2 下 级 标 准F2等级公斤组砝码 1kg20kg U =5mg0.10g k 2 精密衡量法-4- 六、计量标准的测量重复性考核选一个 1kgF2等级砝码在本所编号为5123 的 TG31B型天平上 , 连续测量 10 次，结果如下：序号测 量 值 Xi () U=Xi-XU21 1.0 0.08 6.4 10-3 2 1.2 0.28
7、7.84 10-2 3 0.9 -0.02 0.4 10-34 0.9 -0.02 0.4 10-35 0.8 -0.12 1.44 10-26 0.8 -0.12 1.44 10-27 0.9 -0.02 0.4 10-38 0.9 -0.02 0.4 10-39 0.9 -0.02 0.4 10-3 10 0.9 -0.02 0.4 10-39.2 X0.92 1.16 10-1 11.16 100.1110 1Smg该重复性符合规定要求。-5- 七、计量标准的稳定性考核取一稳定的 F2等级 1kg 被检砝码，在一定时间用该计量标准进行检定，结果如下：4 月 16 日序号1 2 3 4 5
8、 6 7 8 9 10 平均值修正值（mg）1.0 1.2 0.9 0.9 0.9 1.0 1.0 1.2 1.0 0.9 1.0 5 月 16 日序号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均值修正值（ mg）0.9 0.9 0.9 0.9 1.0 0.8 0.9 0.8 1.0 0.9 0.9 6 月 16 日序号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均值修正值（ mg）1.0 0.8 0.9 1.2 1.0 1.0 1.0 1.0 0.9 1.2 1.0 7 月 16 日序号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均值修正值（ mg）1.0 0.9 0.8 0.8 0.8
9、0.9 1.0 1.0 0.9 0.9 0.9 因为：1.0-0.9=0.1mg5.0mg 所以：稳定性考核合格-6- 八、F1等级公斤组砝码标准装置测量不确定度评定1、概述1.1 检定依据： JJG99-2006砝码检定规程；1.2 检定环境：检定室的温度变化每4h 最大变化 2，相对湿度范围 : 30% 70%,每 4h 最大变化 15% 1.3 检定方法：采用单次替代法（ABA ） 。步骤如下：1.3.1 将标准砝码mA*置于天平右盘中央 , 左盘加配衡物 T 平衡, 开启天平，记录天平四次回转点读数关闭天平并计算出平衡位置LA1（分度） ，然后把标准砝码从天平秤盘上取下来放上被检砝码，
10、使天平仍能在LA1附近实现平衡，设此时平衡位置为LB。然后再把被检砝码从天平秤盘上取下来放上标准砝码，读取平衡位置LA2, 最后，把一个测定定天平分度值的小砝码添加到放标准砝码的称盘上读取平衡位置LA2+ms。2、数学模型() ()12 0222 ssAA BABAaBwAmAmLLmmVVLm LLrr*+轾骣+?犏=+-?犏桫-臌-式 1 式中： mA*- 标准砝码的折算质量; mB*- 被检砝码的折算质量; VA-标准砝码的体积cm3; VB-被检砝码的体积cm3;Pa- 检定室内实际空气密度mg/cm3; p0- 约定的标准空气密度1.2mg/cm3; LA1 、 LA2-秤量标准砝码
11、时的平衡位置（分度）；LB-秤量被检砝码时的平衡位置（分度）；ms-测定天平分度值所用小砝码的折算质量；LA2+ms- 天平秤盘上同时放有标准砝码和测定天平分度值的砝码时的平衡位置（分度）；mw-为使天平平衡在天平（左、右）盘上所加标准小砝码的质量。3、方差传递 :选：12 2AA BLLLL骣+?=-?桫IS=|LA2+msLA2| mp=（VBVA） （a0）mc=ms/ IS则()()*12 0222 ssAA BABAaBwAmAmLLmmVVLm LLrr+轾骣-?犏=+-+-?犏桫-臌=mA*+m L mc mwmB=f ( mA, m, L, mc, mw )方差传递公式为： u
12、2 ( mB )=fx2u2( x i )=C2(m A)u2( m A)+C2(m )u2( m )+C2(L)u2(L)+C2( m C )u2( m C )+C2( m w )u2( m w ) -7- 八、F1等级公斤组砝码标准装置测量不确定度评定灵敏系数：C( mA )=f/mB=1 C( mp )=f/m=1C( mw )=f/mw=1 C( mc )=f/mc=L= LALB C(L)=f/L=mc=ms/ IS 方差传递公式 : u2(mB )= u2(m A )+u2(m P )+m2 C u2(L)+L2u2(m C )+u2(m W ) - - 式 24、装置测量不确定度
13、评估, 以检定 1kg 和 20kgF2等级砝码为例 .评估之一：检定 1kg F2等级砝码5、主要仪器设备：5.1 砝码: 5.2 所用天平名称型号实 际 分 度 值 d 全量天平变动性 P 灵敏度砝码示值变化 Is LB12 2AALL+标准天平TG31B 0.5mg 1 分度5.1 分度10.0 6.0 全量示值变动性示值（分度）一次二次三次四次五次六次4.2 4.0 4.3 4.5 4.3 4.4 6、A类标准不确定度分量评定A 类标准不确定度是与天平测量重复性测量有关的不确定度分量。以最大称量1000g 为称量点，在相同条件下在天平上重复测量 6 次，根据 bessel 公式计算：平
14、均值11ni iIIn=4.28 ( 分度) 符号砝码类别级别标称值体积/ 密度折算质量修正值B 被测砝码F 2 等级1kg 7.85g/cm3 待测A 标准砝码F 1 等级1kg 7.85g/cm3 0 mg m s灵敏度砝码F 1 等级2mg 7.85g/cm3 0.03mg -8- 八、F1等级公斤组砝码标准装置测量不确定度评定单次测量的标准偏差S= 21()1ni iIIn=0.17( 分度)S=0.085(mg)则：天平测量重复性的标准不确定度uA类（mA）=0.085(mg)7、B类标准不确定度分量评定7.1 输入量mA的标准不确定度u(mA)输入量 mA为标准砝码的质量值。通过查
15、规程可得F 1 等级 1kg 砝码的扩展不确定度 U =1.6mg (k=2), 可得输入量 mB的标准不确定度评定如下：u(mA)=U/k=1.6/2=0.8(mg) 7.2 输入量 m的标准不确定度 u( m )输入量m为空气浮力修正值量，其标准不确定度可由空气浮力引起的最大偏差 m max求得。查规程可知 F 1 等级 1kg 砝码的质量允差是5.0mg, F2等级 1kg 砝码的质量允差 是 16mg。 不 锈 钢 材 料 的 约 定 密 度 是 7.85mg/cm3, 本 试 验 室 的 空 气 密 度（1.200.02）g/cm3, 则： m max =(1000016-1000005) 0.02/7.85=0.028mg 该误差服从均匀分布， k=3 , 则输入量 m的标准不确定度评定如下：u( m)= m max/3=0.01
