M1等級大型標準砝碼檢定與校準的測量不確定度評定 說明：

• 概述

F2等級1t標準砝碼裝置的建立及F2等級千克組標準砝碼裝置簡介:1.測量范圍:1000kg。2.計量標準器:50個F2等級20kg標準砝碼,每個砝碼的擴展不確定度U=0.1g(包含因子k=2)。3.主要配套設備:大質量比較儀,實際分度值d=10g,允許誤差為10g。4.典型的被檢定和校準對象:M1等級1000kg砝碼,可接受的擴展不確定度U=15g(包含因子k=2)。

• 測量方法

依據JJG99-2006《砝碼》檢定規程。選擇檢定M1等級1000kg砝碼中的質量測量作為建立F2等級1t標準砝碼裝置時測量不確定度的評定對象,即評定各被測砝碼折算質量的測量不確定度。被測量砝碼的折算質量用mA表示。測量方法為直接比較法,即在大質量比較儀上分別用閉環法(ABA法)直接比較被測砝碼與50個F2等級20kg標準,獲得相應的質量差,并且兩位檢定員各測1次,取平均值,經計算得到被測砝碼的折算質量。

• 數學模型

mA=mB+Δm=mB+(VA+VB)(ρK+ρ1.2)+ΔI·f式中:mA———被測的M1級砝碼;mB———50個F2等級砝碼的組合;VA———被測砝碼的體積;VB———標準砝碼的體積;ρK———檢定時實驗室的空氣密度;ρ1.2———參考空氣密度為1.2mg/cm3;ΔI———被測砝碼和參考砝碼對應的大質量比較儀示值差的平均值;f———比較儀的標尺因子。

• 不確定度來源及分量的評定

根據數學模型可知測量結果有4個不確定度來源,即測量重復性、參考砝碼、空氣浮力、大質量比較儀。4個不確定度來源引入的標準不確定度如下:

1.測量重復性引入的標準不確定度uw(mA)也稱為衡量過程的標準不確定度。若進行多次測量,Δm的結果并不一定相同,導致被測砝碼質量的測量重復性會引入一定的不確定度分量,Δm測量的標準差是兩次測量的平均值的標準差。開環法(AB法)單次測量的標準差可根據大質量比較儀的允許誤差來估計,即為允許誤差δ的1/3。

2. 參考砝碼引入的標準不確定度uBef(mA)

3.空氣浮力引入的標準不確定度ub(mA)表示空氣浮力修正項(ρK+ρ1.2)(VA+pVB)的不確定度分量。M1等級砝碼的檢定中,相應的空氣密度修正量相對于允許不確定度而言一般非常小。因此,一般并不進行空氣浮力修正。這時,通過估計空氣浮力修正值的大小來評定該不確定度分量。首先,空氣密度一般控制在(ρK±0.12)mg/cm3;其次,F2等級千克組砝碼的材料是不銹鋼,材料密度為(790±140)kg/m3。從而,可計算出的空氣浮力修正量。

4.大質量比較儀的標準不確定度uba(mA)對應于ΔI·f一項的不確定度分量,忽略偏載誤差的影響。只考慮靈敏度(或標尺因子f)、分辨力帶來的不確定度分量,其分別表示為us(mA)、ud(mA)。

• 不確定度報告

由上可得:1t砝碼質量測量的擴展不確定度U=12g,包含因子k=2。

以上是M1等級大型標準砝碼檢定與校準的測量不確定度評定的詳細內容！