关于M1等级大质量砝码的检定/校准测量不确定度的评定探讨

　　概述:

　　F₂等级1t 标准砝码装置的建立及F₂等级千克组标准砝码装置的简介:

　　①测量范围: 1000kg

　　②计量标准器: 50 个F2等级20kg 标准砝码,每个砝码的扩展不确定度U=0.1g(包含因子 k=2)

　　③主要配套设备: 大质量比较仪, 实际分度值d=10g, 最大允许误差为10g

　　④典型的被检定和校准对象: M1等级1000kg砝码, 最大可接受的扩展不确定度U=15g ( 包含因子k=2)

　　一、测量方法: ( 依据JJG99- 2006《砝码》)

　　选择检定M₁等级1000kg 砝码中的质量测量作为建立F₂等级1t 标准砝码装置时测量不确定度的评定对象, 即评定各被测砝码折算质量的测量不确定度。被测量砝码的折算质量分别表示mA。测量方法为直接比较法, 即在大质量比较仪上分别用ABA 法直接比较被测砝码与50 个F₂等级20kg 标准,获得相应的质量差,并且两位检定员各测1 次,取平均值, 经计算得到被测砝码的折算质量。

　　二、数学模型:

式中:m_A- 被测的M₁级砝码

　　m_B- 50 个F₂等级砝码的组合

　　V_A- 被测砝码的体积

　　V_B- 标准砝码的体积

　　R_K- 检定时实验室的空气密度

　　ρ1.2- 参考空气密度为1.2mg/cm³

　　-被测砝码和参考砝码对应的大质量比较仪示值差的平均值

　　f-比较仪的标尺因子。

　　三、不确定度来源及分量的评定

　　根据数学模型, 可知测量结果有 4 个不确定度了来源, 即测量重复性, 参考砝码、空气浮力、大质量比较仪。中4 个不确定度来源带来的标准不确定度分别说明如下:

　　①测量重复性引入的标准不确定度u_W(m_A)也称为衡量过程的标准不确定度。若进行多次测量,的结果并不一定相同, 导致被测砝码质量的测量重复性会引入一定的不确定度分量,测量的标准差是两次测量的平均值的标准差。AB 法单次测量的标准差可根据大质量比较仪的最大允许误差来估计。即为最大允许误差δ的三分之一。

　　②参考砝码引入的标准不确定度uBef(m_A)对应于参考砝码质量 mB的不确定度分量。

　　计算公式为:

　　其中u₀(m_A)表示参考砝码上次校准或检定时的标准不确定度, u_ins(m_A)表示参考砝码质量不稳定性引入的标准不确定度, 取为相应砝码质量最大允许误差δ( m_B) 的可查其质量最大允许误差δ( mB) =50×0.3g=15g, 故