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F2等级500kg不锈钢砝码检定的不确定因素
时间:2019/8/21 11:12:58 点击次数:4163

F2等级500kg不锈钢砝码检定的不确定因素:

1检定设备及方法

1.1检定设备检定设备采用*轨道衡计量*500kg/1000kg两档4级天平,该天平的主要技术指标在500kg档时为:*大秤量500kg,分度值e≤0.5g。

1.2检定方法根据JJG99—2006《砝码》检定规程,对F2等级砝码检定室的基本要求是,检定室不允许有容易察觉的振动和气流,尽量远离振源和磁源,检定室内的天平和砝码避免阳光直接照射。检定室温度波动每4h不得大于3.5℃。室内空气的相对湿度在30%~70%,每4h*大变化≤15%。砝码的温度应与室温相*致,存放时间不得少于4h等。检定过程采用替代称量法,测量循环为ABA,循环次数为1次。具体操作过程为:先在500kg/1000kg两档4级标准天平左盘加25块20kgF1等级标准砝码,右盘为平衡砝码,读取平衡位置。卸下标准砝码,然后在天平左盘加上*块500kgF2等级被检砝码,读取其平衡位置,将测分度值的标准小砝码放入左盘内,读取平衡位置,取下标准砝码和标准小砝码。由1人检定1次。2数学模型的建立选择

检定500kgF2等级不锈钢砝码的质量测量为评定对象,即评定被测砝码折算质量的测量不确定度。测量方法为替代称量法,即在天平分别放上标准砝码及被测砝码,获得相应的质量差,经计算得到被测砝码的折算质量。砝码的测量数学模型可表示为mt=mr+Δm=mr+(Vt-Vr)×(ρa-ρ0)±ΔI×mcsΔIs±mcw,(1)式中,mt表示被测500kgF2等级砝码的折算质量;mr表示25块20kgF1等级砝码组合的总折算质量;Δm为被测砝码和标准砝码对应的质量差;ρa为空气密度,*般采用近期平均空气密度或年空气密度;ρ0为参考空气密度,为1.2kg/m3;Vt、Vr为被检砝码和标准砝码的体积;mcs为测分度值灵敏度砝码的折算质量;mcw为平衡小砝码的折算质量,在本检定过程中未添加此砝码,故该项为零。

3测量不确定度的评定

3.1标准不确定度评定

3.1.1测量重复性引入的标准不确定度uw(mt)这类不确定度可根据天平的示值重复性,即全称量示值重复性Δp来确定,此处Δp取天平的分度值0.5g,则uw(mt)=1/3×Δp=1/3×0.5=0.17(g)。

3.1.2标准砝码引入的标准不确定度u(mr)对应于标准砝码质量mr的不确定度分量,计算公式为u(mr)=u20(mr)+uinst2姨(mr),(2)式中,u0(mr)表示标准砝码上次检定时的标准不确定度;uinst(mr)表示标准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*大允许误差δ(mr)的13姨3。其标准砝码总质量的允差δ(mr)为±2.5g,故u(mr)=(δ(mr)6)2+(δ(mr)3姨3)2姨=(2.56)2+(2.53姨3)2姨=0.64(g)。

3.1.3由空气浮力引入的标准不确定度ub(mt)表示空气浮力修正项(Vt-Vr)×(ρa-ρ0)的不确定度分量。由于被检砝码与标准砝码都为不锈钢材料,在F2等级砝码的检定中,相应的空气密度修正量相对于*大允许不确定度而言*般非常小。因此,*般不进行空气浮力修正。这时,通过估计空气浮力修正值的大小来评定该不确定度分量。空气密度*般控制在(ρ0±1.2)kg/m3,不锈钢砝码材料密度范围为(7800~7900)kg/m3,从而可计算出空气浮力修正。因此,空气浮力的标准不确定度ub(mt)可取为ub(mt)=13(Vt-Vr)×(ρa-ρ0)=1姨3×1.2×(5007800-5007900)=0.56(g)。

3.1.4天平带来的标准不确定度uba(mt)(1)由于检定*用天平是机械天平,是通过天平指针摆动获取读数的,需计算其平衡位置。分辨力引入的不确定度分量ud(m)t=d/4=0.5/4≈0.13(g)。(2)天平灵敏度引起的不确定度us(mt)为us(mt)=(Δmc)2u2(ms)ms2+u2(ΔIs)(ΔIs)姨≈≈2≈Δm×δ天平3ms。(5)对于本检定过程,Δm*般不大于2.5g,δ天平为天平的分度值,此处取0.5g,灵敏度砝码ms采用2gF2等级砝码,us(mt)=2.5×0.53×2=0.21(g)。(3)线性漂移udrift(mt)*先估计天平的线性漂移速率。依据可以是示值重复性,对应的测量次数为4次,每次测量的漂移可取为示值重复性的1/4,*以udrift(mt)=14×Δp姨3=14×0.5姨3=0.07(g)。(6)综上*述,可以计算出uba(mt),uba(mt)=ud2(mt)+us2(mt)+udrift2姨(mt)=0.132+0.212+0.072姨=0.26(g)。(7)3.2合成标准不确定度由于各不确定度分量互不相关,故合成标准不确定度可用下式计算:u(mt)=uw2(mt)+u2(mr)+ub2(mt)+uba2姨(mt)=0.172+0.642+0.562+0.262姨=0.91(g)。(8)3.3扩展不确定度取包含因子k=2,则扩展不确定度U为U=k×u(mt)=2×0.91=1.82(g)。3.5不确定度报告以1块500kgF2等级砝码检定为例,其检定数据为IA1=0.0,IB=2.5,IA2=0.0,实测分度值为0.48g,标准砝码的折算质量mr为499.9995kg,*以mt=mr+Δm=mr+(IB-IA1+IA22)×mcsΔIs(9)根据以上检定数据和公式(9)计算出的被测砝码质量mt=500.0007kg,U=1.82g,k=2。

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