架盘天平测量结果不确定度评定

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  1 概述
  (1)测量依据:JJG156-2004《架盘天平》检定规程中JJG99-2006《砝码检定规程》及JJF1095-1999《测量不确定度评定与表示》对天平检定过程中可导致的不确定度进行分析、评定。
  (2)测量环境条件:温度(18-26)℃,温度波动≤0.5℃/h,相对湿度不大于75%。
  (3)测量标准:E2等级标准砝码。
  (4)被测对象:JPT-1选取最大称量为100g,实际分度值0mg的架盘天平。
  (5)测量方法:采用直接测量法:直接加放标准砝码来测量架盘天平的示值,可得电子天平示值与标准砝码之差,即为架盘天平的示值误差。
  (6)评定结果的使用:符合上述条件的测量结果,一般均可参照采用此评定方法。
  2 数学模型
  [Δm][=P-m]
  式中:[Δm]——架盘天平示值误差;
  [P]——架盘天平示值;
  [m]——标准砝码值。
  3 测量不确定度来源分析
  架盘天平测量结果的不确定度主要由标准砝码、天平测量重性、二部分来组成。
  4 测量不确定度分量计算
  本评定方法以最大称量为100g,分度值为100mg的架盘天平,在最大称量点100g为例。
  4.1输入量[m]的标准不确定度[u(m)]的评定
  输入量[m]的标准不确定度[u(m)]采用B类方法评定。根据JJG99-2006《砝码检定规程》中给出E2等级100g~10mg砝码的扩展不确定度U=(0.05-0.002)mg。
  由于不同称量点对应于不同量程的标准砝码,则标准砝码的标准不确定度也不同。我们以100g点为例,根据规程可得E2等级100g的扩展不确定度U=0.05mg,则标准不确定度为:
  [u(m)=U/2=0.05/2=0.025]mg
  4.2测量重复性引起的输入量P的标准不确度[u(p)]的评定
  用100g砝码在重复性条件下对架盘天平进行连续10次测量,得到测量列:(0.3,0.4,0.3,0.2,0.2,0.3,0.4,0.2,0.4,0.3)分度。
  [P1]=[1ni=1nPi]=0.26(分度)
  单次实验标准差[s=i=1n(xi-x)2n-1]=0.092(分度)=9.2mg
  表1 不确度分量汇总表
  5 计算合成标准不确定度
  5.1灵敏系数
  数学模型[Δm=P-m]
  灵敏系数[c1=?Δm?P=1],[c1=?Δm?m=-1]
  5.2合成标准不确定度[uc]
  输入量[m]与[P]彼此独立不相关,所以:
  [uc2(Δm)=?Δm?P?u(P)2+?Δm?m?u(m)2=ci?u(P)2+c2?u(m)2]
  合成标准不确定度[uc(Δm)]=9.2mg
  6 计算扩展不确定度的评定
  取包含因子k=2,则测量结果的扩展不确定度为:
  [U=kuc(Δm)]=18.4mg
  7 测量不确定度报告
  由以上计算可知,在对最大秤量为100g,分度值为0.1g的架盘天平100g点进行校准时,其扩展不确定度为[U]=18.4 mg,k=2,对于不同校准点测量结果的扩展不确定度均可按上述方法分析计算。
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