机械式天平示值误差测量结果的不确定度评定

　　1、概述

　　(1)测量依据：JJG98- 2006《机械天平》检定规程。

　　(2)环境条件：(18~26)℃ ，温度波动不大于 0.5℃/ h，相对湿度不大于 75%。

　　(3)测量标准：F1等级标准砝码。JJG99- 2006《砝码》检定规程中给出其扩展不确定度不大于0.6mg，包含因子k=3。500mg 以下砝码扩展不确定度为不大于0.02mg,包含因子 k=3。

　　(4)被测对象：最大称量 200g/0.1mg 机械天平。最大允许示值误差为不大于 0.1mg。

　　(5)测量过程：采用标准砝码直接来测量天平的示值，可得测量值与标准砝码差值，即为天平的示值误差。

　　(6)评定结果的使用：在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。

　　2、数学模型

　　3、输入量的标准不确定度评定

　　本评定方法以最常见 200g/0.1mgTG328B 天平为例，且以最大称量点 200g 为例，其他称量点的示值误差均符合本评定方法。

　　(1)输入量 ms的标准不确定度 u(ms)的评定输入量 ms的标准不确定度 u(ms)采用 B 类方法进行评定。

　　由于测定示值误差用 10mg 砝码测定，F1等级标准砝码10mg 的扩展不确定度不大于 0.02mg，包含因子k=3。标准不确定度：

　　(2)输入量 m 的标准不确定度 u(m)的评定

　　输入量 m 的标准不确定度来源于天平的测量重复性，可以用同一10mg砝码，在称盘两端同时添加200g砝码后测定全称量示值误差，得到测量列为 (mg)：10.03，10.00，10.02，10.03，10.03，10.05，10.04，10.03，10.02，10.03。

　　任意选取3 台同类型机械天平，以上条件进行 3 组测量，各在重复性条件下连续测量10 次，共得到 9 组测量列，每组测量列分别按上述方法计算得到单次实验标准差如下表所示。

　　4、合成标准不确定度的评定

　　(1)灵敏系数

　　(2)输入量标准不确定度汇总表

　　(3)合成标准不确定度的计算输入量 m 与 ms彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式得到

　　(4)合成标准不确定度的有效自由度

　　5、扩展不确定度的评定

　　取置信概率 p=95%，按有效自由度 veff=50。查 t 分布表得到：kp=t95(50)=2.01

　　扩展不确不定度为：

　　6、测量不确定度的报告与表示

　　电子天平示值误差测量结果的扩展不确定度为：

　　7、校准测量能力

　　(1)测量过程

　　选择一台重复性好的机械天平，对天平200g 称量点，在重复性条件下连续测量 10mg 到测量列为：10.02，10.01，10.01，10.02，10.02，10.01，10.01，10.02，10.01，10.02g。同样方法 (A 类评定)可得到单次实验标准差 s=0.0005mg，因每次测量为 s(m)=0.032mg，输入量 m 的标准不确定度为：u(m)=(sm)=0.0005mg