1 概述
1.1 測(cè)量依據(jù):JJG 1036-2008《
電子天平檢定規(guī)程》(
電子天平部分);
1.2 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn):E2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)砝碼裝置,出廠編號(hào)968,根據(jù)JJG 99-2006《砝碼檢定規(guī)程》中給出100g砝碼的擴(kuò)展不確定度不大于0.053mg,包含因子k=2;
1.3 環(huán)境條件:溫度23℃,相對(duì)濕度31 %;
1.4 測(cè)量對(duì)象:
電子天平100g/0.1mg,型號(hào)AB104-S,出廠編號(hào)1128422995;
1.5 測(cè)量過(guò)程:檢定方法屬直接測(cè)量法,標(biāo)準(zhǔn)砝碼與電子天平示值之差為電子天平示值誤差。
2 不確定度來(lái)源分析
2.1 輸入量m的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(m),包括:
2.1.1 被檢天平測(cè)量重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
u1(m);
2.1.2 電子天平的分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
u2(m);
2.1.3 由溫度不穩(wěn)定及振動(dòng)等引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
u3(m);
2.2 由標(biāo)準(zhǔn)砝碼本身的誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
u(m
B)。
3 數(shù)學(xué)模型
Δm = m — m
B
式中:
Δm——電子天平示值誤差;
m——電子天平示值;
m
B——標(biāo)準(zhǔn)砝碼值。
但實(shí)際上考慮電子天平的示值與上述不確定度來(lái)源中的被檢天平的測(cè)量重復(fù)性、電子天平的分辨力及環(huán)境溫度的不穩(wěn)定和振動(dòng)等影響因素有關(guān),故在測(cè)量不確定度評(píng)定中必須考慮這三個(gè)附加因素的影響,考慮到上述不確定度來(lái)源,于是數(shù)學(xué)模型成為 :
Δm = m ×f重復(fù)性×f分辨力×f溫度、振動(dòng)—m
B
4 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定
4.1 輸入量m的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量
u(m)的評(píng)定
4.1.1 重復(fù)性測(cè)量
被檢天平測(cè)量重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
u1(m),可以通過(guò)連續(xù)測(cè)量得到測(cè)量列,采用A類方法評(píng)定:
以100g為天平zui大稱量點(diǎn),進(jìn)行n=10次重復(fù)測(cè)量,測(cè)得結(jié)果如表1所示。
表1 測(cè)量數(shù)列
次數(shù) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
實(shí)測(cè)值(g) |
100.0004 |
100.0004 |
100.0003 |
100.0004 |
100.0003 |
次數(shù) |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
實(shí)測(cè)值(g) |
100.0004 |
100.0002 |
100.0003 |
100.0004 |
100.0004 |
其平均值為:100.0004 g
可用貝塞爾公式計(jì)算得:
u1(m) = s(x
i) = 0. 071mg
自由度:υ(m
1) =(n-1)= 9
4.1.2 分辨力
電子天平的分辨力引入的不確定度
u2(m) ,我們采用標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類評(píng)定方法,我們所采用的天平的分辨力為0.1mg,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),數(shù)字式測(cè)量?jī)x器的分辨力導(dǎo)致的不確定度一般可以近似地估計(jì)為矩形分布(均勻分布),矩形分布
k取,
所以有
u2(m) =a/
k= 0.05÷
= 0.03 mg
自由度為υ(m
2) = ∞
4.1.3溫度不穩(wěn)定及振動(dòng)等引起示值不確定度u
3 (m),由于實(shí)驗(yàn)室在采用砝碼校準(zhǔn)的過(guò)程中完全采用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法要求,環(huán)境溫度的控制、周圍振動(dòng)等影響在此予以忽略。
電子天平示值合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u
c(m)
由于沒(méi)有任何輸入量具有值得考慮的相關(guān)性,因此
u2 (m) =
u12(m)+
u22(m) +
u32(m)
u (m) = √
u12 (m)+
u2 2 (m) +
u32 (m) = 0.078 mg
4.2 標(biāo)準(zhǔn)砝碼誤差引入的不確定度量分量
u(m
B)的評(píng)定
該不確定度分量主要由檢定裝置的誤差引起,采用B類評(píng)定方法:
由JJG 99-2006《砝碼檢定規(guī)程》可知100g砝碼的擴(kuò)展不確定度不大于
0.053mg,包含因子k = 2
則:標(biāo)準(zhǔn)不確定度
u(m
B) = 0.053mg ÷ 2 = 0.027mg/
=0.016mg#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
5.1數(shù)學(xué)模型 Δm = m×f重復(fù)性×f分辨力×f溫度、振動(dòng)—m
B
靈敏系數(shù)為:
c
1= 1
c
2= -1
5.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總于表2。
表2標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表
標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量 |
不確定度來(lái)源 |
ci |
u(xi) |
| ci | u(xi) |
u1 (m) |
天平測(cè)量重復(fù)性 |
1 |
0.071 |
0.078mg |
u2 (m) |
數(shù)顯儀器分辨力 |
1 |
0.029 |
0.03mg |
u3 (m) |
溫度、振動(dòng) |
1 |
0.03 |
0 |
u(mB ) |
標(biāo)準(zhǔn)砝碼的不確定度 |
-1 |
0.027 |
0.016mg |
5.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算
輸入量彼此獨(dú)立不相關(guān),所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
u2c(Δm) = [c1·
u(m) ]
2+[c2·
u(m
B)]
2
uc(Δm) =0.080mg
6 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定
取置信概率p=95%,k = 2 ,擴(kuò)展不確定度
U =
uc(Δm) × k
= 0.080 × 2
=0.16mg
7 測(cè)量不確定度報(bào)告與表示
稱量標(biāo)稱值100g的E2級(jí)砝碼的質(zhì)量為1000.0004g±0.16mg,報(bào)告的擴(kuò)展不確定度是由標(biāo)準(zhǔn)不確定度0.080mg乘以包含因子k=2得到的。