F1等级砝码测量结果不确定度的评定

邵蓓蓓

江苏省如东县计量检定检测所，江苏 南通 226400

1 概述

1）测量根据：JJG99-2006《砝码检定规程》；

2）环境条件：温度波动为每4小时不大于1℃，相对湿度不大于70%；

3）测量标准：E2等级砝码，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 ≤0.1mg ，包含因子k=2；

4）被测对象：F2等级砝码，测量范围1g～500g，由JJG99-2006《砝码检定规程》给出其质量允差的绝对值为1.0mg，扩展不确定度U ≤0.5mg ，包含因子k=2。以200g为例；

5）测量过程：砝码依据JJG99-2006《砝码检定规程》进行检定，采用单次替代法，使用标准天平，将标准砝码（E2等级砝码）直接一对一测量同标称质量的F2等级砝码，可得到标准砝码与被测砝码之间的差值，将其差加上E2等级标准砝码的质量值作为被测F2等级砝码的测量结果；

6）评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可参照使用本不确定度评定方法。

2 数学模型

mA=mB+Δm

式中mA为F2等级被测砝码折算质量值；

Δm 为被测砝码与标准砝码的质量差

3 各输入量的标准不确定度分量的评定

根据数学模型可知测量结果有4个不确定来源，即测量过程的标准不确定度分量uw、上等级标准砝码的不确定度分量u(mcr)、空气浮力修正值的不确定度分量ub、衡量仪器的不确定度分量uba。

3.1 测量过程的标准不确定度分量

测量过程的标准不确定度，可以通过连续测量，即在重复性条件下对被检砝码做N次独立测量，用贝塞尔公式计算出平均值的标准差，以此作为衡量过程的标准不确定度分量。其标准不确定度为：

3.2 上等级标准砝码的不确定度分量

根据JJG99-2006《砝码检定规程》要求，由于检定证书中没有给出扩展不确定度，根据砝码最大允许误差表中可知200g（E2等级）砝码的最大允许误差（MPE）为0.3mg，此不确定度为：

3.3 空气浮力修正值的不确定度分量

根据检定规程要求，当空气浮力引入误差不超过被检砝码最大允许误差的1/9时，即时，可不进行空气浮力修正，但要将空气浮力修正值放入不确定度评定中。本次测量中，E2等级200g标准砝码体积，测量不确定度；被检200g砝码的体积，测量不确定度，其结果为：

3.4 衡量仪器的不确定度分量

衡量仪器的不确定度分量，由衡量仪器在衡量过程中产生的偏载引起的不确定度、分辨力引起的不确定度、灵敏度引起的不确度及磁性引起的不确定度组成的。对于TG328A（200g/0.1mg）天平，需要测量天平的示值变动性（不超过1分度，即0.1mg）和满量程分度值（允许误差为+2分度或-1分度），则衡量仪器的各不确定度分量计算为：

4 合成标准不确定度

经前面分析，不确定度分量彼此独立，且都已折算成标准不确定度，其合成不确定度为：

5 扩展不确定度

取覆盖因子k=2，则扩展不确定度

6 测量不确定度报告

F2等级200g砝码质量值测量结果的扩展不确定度为：

7 结论

该砝码测量结果扩展不确定度符合JJG 99-2006《砝码检定规程》对F2等级的要求。