F2级大砝码标准装置测量不确定度评定

　1 测量方法 (依据 J J G99- 1990)

　　采用单次替代法，通过标准天平确定标准砝码与被检砝码的质量信息，输出标准砝码与被检砝码的质量量值，然后进行比较。作标准用的砝码由 1 人各检定 2 次，工作用的砝码由 1 人检定 1 次即可。

　　2 数学模型

　　根据规程提供的计算公式，被检砝码的折算质量值为

　　ρ1.2———约定的标准空气密度;

　　LA———被检砝码的平衡位置;

　　LB———标准砝码的平衡位置;

　　LBr———称盘上同时放有标准砝码和测分度值的标准小砝码时的平衡位置;

　　———测天平分度值所用的标准小砝码折算质量，mg;

　　———为使天平平衡所添加的标准小砝码的质量，mg。

　　为了书写方便，本文折算质量的表示省略 *号，并作如下简化：

　　以 1000kg为例：

　　被测量 (输出量)：M1级 1000kg 砝码，规程给出的质量允差为±50000mg。

　　标准量 (输入量)：F2级 1000kg 砝码，规程给出的质量允差为±15000mg。

　　仪器：采用 TY2000 天平，最大称量 2000kg，名义分度值 4g，测分度值的标准小砝码为 20g，质量允差±0.8mg。检定数据：

　　4 标准不确定一览表

　　5 标准不确定度分量

　　5.1 标准砝码引入的标准不确定度分量 u(mρ)

　　F2级 1000kg砝码的质量允差为±15000mg，正态分布，置信概率为 99.73%，包含因子 k=3。

　　5.2 空气浮力引入的标准不确定度分量 u(mρ)

　　估算本实验室由空气浮力引入的最大误差。

　　查得制造 F2级千克砝码材料为铜合金，材料密度为 8.4g/cm3，M1级千克砝码的材料为铸铁材料密度为 7.2g/cm3，取偏离量最大的 7.2～8.4g/cm3来分析。砝码质量 Ma 与 MB分别取大值与最小值，MA=1000050g MB=999985g。

　　实测本所恒温室一年内平均空气密度在g/dm3范围内，由空气浮力引入的最大误差为△mρ=(1000050/7.2- 999985/8.4)×0.02=397mg.

　　由空气浮力引入的不确定度可通过空气浮力引入的最大误差评定，均匀分布，标准不确定度分量为

　　5.3 标准量与被检量比较过程中天平示值变动性，测定分度值的读数误差，以及测分度值时采用的标准小砝码引入的标准不确定度分量 u(mY)

　　由 mY=(mr/L1)×L2

式中：mr———测分度值的标准小砝码的折算质量值，mr=20g；