F2等级砝码折算质量测量的不确定度评定

张海华

新疆哈密市质量与计量检测所 新疆哈密 839000

1 概述

（1）测量依据：JJG99-2006《砝码》检定规程。

（2）环境条件：温度变化不能大于3.5℃/4h；相对湿度：30%-70%，其变化不大于15%/4h。

（3）测量标准：F1等级标准砝码：200g、20g、200mg。

（4）被测对象：F2等级砝码：200g、·20g、·200mg。

（5）测量过程：采用单次替代称量法，使用DV215CD型电子天平，将标准砝码直接一对一测量同标称质量F2等级砝码，可得到标准砝码与被测砝码之间的差值，将其差值加上F1等级标准砝码的质量值作为被测F2等级砝码的测量结果[1]。

2 建立数学模型

数学模型：mct=mcr+△m+uba

式中mct——被测砝码的折算质量值；

mcr——标准砝码的折算质量值；

m——被检砝码和标准砝码之间的质量差；

uba——衡量仪器引起的不确定度分量。

3 各输入量的标准不确定度分量的评定

3.1 对于200g砝码

3.1.1 输入量△m的标准不确定度u（△m）的评定

天平测量重复性引起的标准不确定度u（△m）

用F1等级200g砝码测量F2等级200g砝码10次，得到一组差值测量列（单位：mg）：

0.2，0.2，0.3，0.2，0.3，0.2，0.2，0.4，0.3，0.4

3.1.2 输入量mcr的不确定度u（mcr）的评定

标准砝码质量的标准不确定度u（mcr）：由JJG99-2006《砝码》检定规程中规定的F1等级200g砝码的最大允许误差为1.0mg，包含因子k=2。标准砝码的不稳定性引起的不确定度uinst（mcr）根据相邻两个检定周期检定结果之差不超过最大允许误差的1/3，假设符合均匀分布得到：

则其标准不确定度为：

3.2 对于20g砝码

3.2.1 输入量△m的标准不确定度u（△m）的评定

天平测量重复性引起的标准不确定度u（△m）

用F1等级20g砝码测量F2等级·20g砝码10次，得到一组差值测量列（单位：mg）：

0.065，0.080，0.095，0.065，0.065，0.080，0.100，0.060，0.075，0.105

3.2.2 输入量mcr的不确定度u（mcr）的评定

标准砝码质量的标准不确定度u（mcr）：由JJG99-2006《砝码》检定规程中规定的F1等级20g砝码的最大允许误差为0.25mg，包含因子k=2。标准砝码的不稳定性引起的不确定度uinst（mcr）根据相邻两个检定周期检定结果之差不超过最大允许误差的1/3，符合均匀分布得到：

则其标准不确定度为：

3.3 对于200mg砝码

3.3.1 输入量△m的标准不确定度u（△m）的评定

天平测量重复性引起的标准不确定度u（△m）

用F1等级200mg砝码测量F2等级·200mg砝码10次，得到一组差值测量列（单位：mg）：

-0.050，-0.055，-0.060，-0.070，-0.080，-0.085，-0.060，-0.065，-0.050，-0.040

3.3.2 输入量mcr的不确定度u（mcr）的评定

标准砝码质量的标准不确定度u（mcr）：由JJG99-2006《砝码》检定规程中规定的F1等级200mg砝码的最大允许误差为0.06mg，包含因子k=2。标准砝码的不稳定性引起的不确定度uinst（mcr）根据相邻两个检定周期检定结果之差不超过最大允许误差的1/3，符合均匀分布得到：

则其标准不确定度为：

3.4 衡量仪器的不确定度uba

3.4 .1天平分辨力引起的标准不确定度ud

200g砝码：

20g砝码：

200mg砝码：

3.4 .2天平偏载引起的标准不确定度uE

天平偏载引起的不确定度分量uE通常被检定过程中的不确定度u（△m）所覆盖，可以忽略。

砝码满足JJG99-2006《砝码》检定规程要求，磁性引起的不确定度可假设为零[2-3]。

则对于200g砝码其衡量仪器的不确定度为：

uba=ud=0.041mg

对于20g砝码其衡量仪器的不确定度为：

uba=ud=0.0041mg

对于20mg砝码其衡量仪器的不确定度为：

uba=ud=0.0041mg