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500kg-2000kgF1等級砝碼標準裝置的研究分析介紹：

1 概述

*軌道衡計量*是*質量*檢驗檢疫總*授權的*法定計量檢定機構，承擔全國自動軌道衡、靜態(tài)稱量軌道衡的檢定以及新產品型式評價。為了保證全國軌道衡的量值*統*，需要建立500kg～2000kgF1等級砝碼標準裝置（以下簡稱“標準裝置”），滿足檢定500kg～2000kgF2等級砝碼的要求。因此標準裝置的擴展不確定度要小于等于500kg～2000kgF2等級相同標稱質量砝碼*大允許誤差*值的1/3。標準裝置的計量標準器由4塊500kgF1等級砝碼組成，該砝碼可溯源到25塊20kgE2等級砝碼，20kgE2等級砝碼可溯源到*計量**的E1等級砝碼。

2 標準裝置的組成及測量條件

2.1 計量標準器標準裝置的計量標準器由4塊500kgF1等級砝碼組成，每塊砝碼*大允許誤差為±2.5g，砝碼材料是不銹鋼。計量標準器可分別組合成500kg，1000kg和2000kg不同的標稱質量來使用，每塊砝碼有各自的修正值，組合使用砝碼時就要將它們各自的修正值進行累加，以得到組合后的修正值。

2.2 天平檢定砝碼使用的天平為500kg～3000kgI4級電磁天平，其計量性能指標見表1。

2.3 測量對象測量對象為500kg，1000kg和2000kgF2等級砝碼，砝碼*大允許誤差分別為±8g，±16g和±30g，砝碼材料為不銹鋼。

2.4 測量依據測量依據是JJG99—2006《砝碼》。

2.5 測量方法砝碼的測量方法為替代衡量法，采用ABA循環(huán)，A表示標準砝碼，B表示被檢砝碼。

2.6 環(huán)境條件

1. 砝碼的檢定應在穩(wěn)定的環(huán)境狀況下，砝碼的溫度接近室溫。
2. 檢定時，溫度變化為每4h*大變化3.5℃。
3. 相對濕度范圍為30%～70%。
4. 相對濕度變化每4h*大變化15%。

3數學模型

500kg～2000kgF1等級砝碼標準裝置測量的模型為mmtr=+Dm。（1）式（1）中，mt為F2等級被測砝碼的折算質量值，kg；mr為F1等級標準砝碼的折算質量值，kg；Dm為被測砝碼與標準砝碼的平均質量差值，kg。

4不確定度評定

500kg～2000kgF1等級砝碼標準裝置測量的標準不確定度來源為Dm的標準不確定度、標準砝碼的標準不確定度以及與天平有關的標準不確定度?，F以檢定500kgF2等級砝碼為例，進行不確定度分量的評定。

4.1Dm的標準不確定度

4.1.1衡量過程中的標準不確定度uw（Dm）衡量過程中的不確定度來自天平的重復性誤差，這類不確定度可通過天平的示值重復性得到。因為天平的檢定分度值為0.5g，取示值重復性為0.5g，則uw（Dm）=1/3×0.5≈0.167（g）。

4.1.2空氣浮力修正引入的標準不確定度因標準砝碼與被檢砝碼的材料都為不銹鋼，材料密度相同，因此在對其測量的不確定度內不考慮因空氣浮力修正引入的標準不確定度。

4.2標準砝碼引入的標準不確定度u（mr）

4.2.1標準砝碼檢定時的標準不確定度分量u0（mr）500kgF1等級標準砝碼的質量允差δ（mr）為±2.5g，依據JJG99—2006《砝碼》，覆蓋因子取2，擴展不確定度可取為│δ（mr）│/3。*以標準不確定度u0（mr）為│δ（mr）│/6。

4.2.2標準砝碼質量不穩(wěn)定性引起的標準不確定度分量uinst（mr）依據《砝碼》檢定規(guī)程的要求，砝碼質量的不穩(wěn)定性，可參考砝碼相鄰2個檢定周期的檢定結果之差不得超過該砝碼*大允許誤差的1/3來確定。砝碼質量不穩(wěn)定性引入的不確定度為()(max)(min)./ummm2323253instrrr=-=≈0.241（g）。

4.2.3標準砝碼引入的標準不確定度u（mr）標準砝碼引入的標準不確定度為()()()()()()umumummum6instinstrrrrr022d22=+=+≈0.481（g）。

4.3與天平有關的標準不確定度uba（mt）

4.3.1由天平分辨力引起的標準不確定度分量ud（mt）檢定使用的天平是數字顯示電磁天平，實際分度值d為0.05g，估讀d/2，按均勻分布，由分辨力帶來的標準不確定度為ud（mt）=(/)d32#2≈0.020（g），因子2來自2次讀數，*次為標準砝碼，另*次為被檢砝碼。

4.3.2衡量儀器（天平）靈敏度引起的標準不確定度分量us（mt）衡量儀器在檢定時采用靈敏度砝碼ms，其標準不確定度為u（ms），則由衡量儀器靈敏度引起的不確定度為()()()()()umm[]mumIuIm3mssssss22222t$TTT.Td=+天平。（2）式（2）中，Dm為被測砝碼與標準砝碼的平均質量差，*般不超過±2.6g；△Is為由靈敏度砝碼引起的天平示值的變化；u（△Is）為△Is的不確定度，其大小可根據天平的重復性的1/3來計算；δ天平為天平的檢定分度值，0.5g。靈敏度砝碼ms為2gF1等級砝碼，*以靈敏度引起的標準不確定度約為()..um263205st##==0.217（g）。

4.3.3天平偏載引起的標準不確定度分量由于天平盤具有重心檢測裝置，每次砝碼放置位置*致，此項分量可忽略不計。

5結語

進行了上述計算和分析，證明該標準裝置達到了檢定500kgF2等級砝碼的要求。同理可證明該標準裝置同樣達到檢定1000kg和2000kgF2等級砝碼的要求。*軌道衡計量*擁有500kg，1000kg和2000kgF2等級砝碼共100余噸，用來檢定百噸標準軌道衡、M12等級砝碼以及其他的儀器設備，這樣就可以保證全國軌道衡計量量值傳遞系統的量值*統*。

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500kg-2000kgF1等級砝碼標準裝置的研究分析