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淺談F2等級砝碼折算質(zhì)量修正值的不確定度 說明:
1.測量依據(jù)JJG99-2006《砝碼檢定規(guī)程》、JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》。2.環(huán)境條件溫度18℃~22℃,溫度波動不大于3.5℃/4h;相對濕度不大于30%~70%,濕度波動不大于15%/4h。3.測量標準F1等級標準砝碼,測量范圍為1mg~500g,材料密度為8000kg/m3的JF1無磁不銹鋼。4.測量對象F2等級砝碼,測量值為10g、200g,材料密度為8000kg/m3的無磁不銹鋼。5.測量過程依據(jù)JJG99-2006規(guī)定進行。6.測量方法砝碼校準點、校準方法和校準次數(shù)如表1所示。
由于砝碼的折算質(zhì)量修正值為直接測量法得到,其數(shù)學模型為(1)式中:mct——被檢砝碼的折算質(zhì)量值;mcr——F1等級標準砝碼的折算質(zhì)量值;C——空氣浮力修正因子;ΔI——天平分度值指示差值;mcs——靈敏度砝碼折算質(zhì)量值;ΔIs——靈敏度砝碼引起的衡量儀器指示值的改變;mcw——配平砝碼折算質(zhì)量值。針對砝碼不同測量點的測量值,其測量不確定度均可按照以下方法進行評定,各測量點應引用各自的實際測量數(shù)據(jù)。
影響砝碼折算質(zhì)量修正值的因素有:(1)砝碼測量重復性引入的不確定度分量u1;(2)F1等級標準砝碼引入的不確定度分量u2;(3)空氣浮力引入的不確定度分量u3;(4)電子天平分辨力引入的不確定度分量u4;(5)電子天平偏載引入的不確定度分量u5;(6)衡量儀器靈敏度引起的不確定度分量u6;(7)砝碼磁性引入的不確定度分量u7。
1.重復性分量引入的標準不確定度u1(按A類方法進行評定)對砝碼的各個測量點,在相同條件下重復進行10次測量,按式(2)和式(3)計算各測量結果中此分量的標準不確定度。單次實驗標準偏差為(2)算術平均值的實驗標準偏差為(3)本次校準用ABBA法測量,循環(huán)次數(shù)為10次,所以n=10。測量數(shù)據(jù)如表2所示。根據(jù)式(2)和式(3)計算各測量點的測量數(shù)據(jù)及重復性引入的標準不確定度,如表3所示。2.F1等級標準砝碼引入的標準不確定度u2(按B類方法進行評定)針對不同測量點采用的標準砝碼的不確定度,計算由此引入的標準不確定度分量u2,其結果按照式(4)進行計算。(4)uinst(mcr)是標準砝碼質(zhì)量的不穩(wěn)定性引起的不確定度,根據(jù)砝碼5年內(nèi)的證書(見表4),利用極差法進行計算:(5)根據(jù)表4、式(4)和式(5)計算得出u2,如表5所示。
u3經(jīng)查相關資料和規(guī)程,當空氣浮力引入誤差不超過被測砝碼最大允許誤差的1/9時,可不進行空氣浮力修正。因此,空氣浮力修正部分誤差引入的空氣浮力不確定度將忽略不計。
4.電子天平分辨力分量引入的不確定度
u4選用的電子天平XS205最大稱量為220g時,實際分度值為0.1mg;最大稱量為81g時,實際分度值為0.01mg。由此確定其指示器分辨力,按均勻分布,取包含因子k=2計算由此引入的標準不確定度分量u4。計算中數(shù)值的引用及計算結果如表6所示,其結果按照式(6)進行計算。
u6(8)式中:——被檢砝碼和標準砝碼之間的平均質(zhì)量差;u(ms)——靈敏度砝碼的不確定度;ms——靈敏度砝碼的折算質(zhì)量值;ΔIs——靈敏度砝碼引起的電子天平指示值的改變;u(ΔIs)——ΔIs的不確定度。由于電子天平的準確度很高,因此電子天平靈敏度引起的不確定度可以忽略。
u7如果砝碼極化強度和磁化率滿足規(guī)程的磁性要求,則可認為由于砝碼磁性所引起的不確定度分量可忽略不計。
砝碼折算質(zhì)量修正值測量結果的各項影響因素互不相關,因此其合成標準不確定度按式(9)進行計算。將上面得到的各測量點各分量的計算結果代入,可得到各測量點測量結果的合成標準不確定度如表8所示。
取k=2,則其擴展不確定度U按式(10)進行計算,將表8中得到的各測量點合成標準不確定度的計算結果代入,可得到各測量點測量結果的擴展不確定度,取合適的有效位數(shù)記入表9。
上述是淺談F2等級砝碼折算質(zhì)量修正值的不確定度的詳細介紹!
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