数字指示秤不确定度评定

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数字指示秤检定/校准作业指导书 编号:ZDLX-003D-2010

数字指示秤示值误差测量结果不确定度评定 第 1 版 第 0 次 修 订 第 1 页 共 3 页 1、 概述 1.1 测量依据:JJG539-97《数字指示秤检定规程》。 1.2 环境条件:校准实验室温度在(-10~40)℃范围内,相对湿度不大于85%,振动、大气中的水汽凝结和气流及磁场等其他影响量不得对测量结果产生影响

1.3 计量标准:数字指示秤可分为中准确度等级○Ⅲ级和普通准确度等级○Ⅳ级两个级

别,在校准○Ⅲ级和○Ⅳ级数字指示秤时,测量范围在50kg以内时,使用F2等级标准砝码,测量范围大于50kg时,使用M1等级标准砝码. 1.4 被测对象

以测量量程为1000g分度值为0.1g的○Ⅲ级数字指示秤为例,使用F2等级标准砝码1mg~2000g一套27个。 1.5测量过程 用砝码直接加载、卸载的方式,分段测量示值与标准砝码之差即为示值误差。一般情况下,校准数字指示秤所测的点包括最小称量点,半量程,最大称量点以及最大允许误差改变的点。 2、 数学模型 P=M+ΔE 式中:ΔE——数字指示秤示值误差; P——数字指示秤示值; M——标准砝码质量值。

3.不确定度传播率

)()()()()(22212222212yuyuEucmucyuc

式中灵敏系数:1)(/)(,1)(/)(21Epcmpc 4、输入量的标准不确定度评定 本评定方法以该数字指示秤1000g最大称量点为例。其他称量点的示值误差测量结果的不确定度可参照本方法进行评定。

4.1数字指示秤测量P的的标准不确定度来源)(1pu主要是数字指示秤测量重复性、四角偏载误差。 3.1.1数字指示秤测量重复性引起的标准不确定度分项)(1pu的评定(A类评定方法)用固定砝码在重复性条件下对数字指示秤进行10次连续测量,得到测量列 1000.0, 1000.0, 1000.1, 1000.1, 1000.1, 1000.0, 1000.0, 1000.0, 1000.0, 1000.0g。 单次实验标准差gnppisnii048.01)(2 任选5台同类型数字指示秤,对每一台数字指示秤在1000g点进行2组测量,每组 数字指示秤检定/校准作业指导书 编号:ZDLX-003D-2010

数字指示秤示值误差测量结果不确定度评定 第 1 版 第 0 次 修 订 第 2 页 共 3 页 测量均在重复性条件下连续测量10次,共得到测量列,每组测量列分别按上述方法计算,得到10个单次实验标准差, 如表1所示m组实验标准计算结果

实验标准差 Sj S1 0.048g S2 0.036g S3 0.017g S4 0.039g S5 0.021g S6 0.017g S7 0.021g S8 0.025g S9 0.028g S10 0.000g

合并样本准差SP可按下式计算:

ps=gsmmjj028.0112,故gspup028.0)(1

4.1.2数字指示秤的偏载误差引起的标准不确定度分项u(P2)的评定 数字指示秤进行偏载试验时,用最大称量1/3的砝码,放置在秤台四角,最大值与最小值之差一般不会超过0.1g,半宽α=0.05g,而测量时放置砝码的位置较为注意,偏载量远比

做偏载试验时少,假设其误差为偏载试验的1/3,并服从均匀分布,包含因子k=3 ,

可得 ggpu010.03305.0)(2 4.1.3输入量P的标准不确定的计算 由于输入量P的分项彼此独立不相关,因此,,

guuUppp030.0010.0028.0222)2(2)1( 4.2输入量m的标准的确定评定 输入量m的不确定度根据JJG99-2006《砝码检定规程》中可知,F2等级标准砝码

1000g检定结果的允许误差为16mg,属均匀分布,包含因子为3,按B类不确定度评定

)(mu=3016.0g=0.009g 5.合成标准不确定度的评定 5.1合成标准不确定度的计算 输入量P与m彼此独立不相关,所以合成标准不确定度可按下式得到:

guuUcmp031.0009.0030.0222)(2)( 数字指示秤检定/校准作业指导书 编号:ZDLX-003D-2010

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6.扩展不确定度的评定 因主要分量可视为正态分布。因此取置信概率%95p,可取包含因子k=2,则在称量1000g时扩展不确定度为 ggU06.02031.095

7 1000g/0.1g○Ⅲ级数字指示秤所测点测量不确定度 按以上方法可得1000g/0.1g○Ⅲ级数字指示秤各点测量结果扩展不确定度,见表2 表2 1000g/0.1g○Ⅲ级数字指示秤所测点测量结果扩展不确定度 校准点(g) 标准砝码不确定度分量(g) 重复性和偏载误差不确定度分量(g) 合成标准不确定度(g) 扩展不确定

度(g)

2 0.0002 0.012 0.012 0.02 50 0.0006 0.015 0.015 0.03 200 0.0017 0.021 0.021 0.04 500 0.0046 0.025 0.025 0.05 800 0.0073 0.028 0.029 0.06 1000 0.009 0.030 0.031 0.06

8 常见各级数字指示秤所测点测量不确定度 数字指示秤可分为中准确度等级○Ⅲ级和普通准确度等级○Ⅳ级两个级别,在校准○Ⅲ级和○Ⅳ级数字指示秤时,测量范围在50kg以内时,使用F2等级标准砝码,测量范围大于50kg

时,使用M1等级标准砝码.按以上扩展不确定度的计算方法根据不同的分度值和准确度等级可以计算出常见各量程范围测量点的扩展不确定度。 具体见表3 -1和表3-2,表3-3 数字指示秤检定/校准作业指导书 编号:ZDLX-003D-2010

数字指示秤示值误差测量结果不确定度评定 第 1 版 第 0 次 修 订 第 3 页 共 3 页 表3-1 ○Ⅲ级数字指示秤误差测量结果的扩展不确定

分度值及常见量程 校准点(g) 标准砝码不确定度分量(g) 重复性和偏载误差不确定度分量(g) 合成标准不确定度(g) 扩展不确定度(g) 分度值:e=0.1g 量程:2g~1000g

2 0.0002 0.012 0.012 0.02 50 0.0006 0.015 0.015 0.03 200 0.0017 0.021 0.021 0.04 500 0.0046 0.025 0.025 0.05 800 0.0073 0.028 0.029 0.06 1000 0.009 0.030 0.031 0.06 分度值:e=0.2g 量程:4g~2000g

4 0.0005 0.020 0.020 0.04 100 0.0009 0.025 0.025 0.05 400 0.0034 0.030 0.030 0.06 1000 0.0092 0.038 0.039 0.08 1500 0.014 0.042 0.044 0.09 2000 0.017 0.045 0.048 0.10 分度值:e=0.5g 量程:10g~4000g

10 0.0004 0.07 0.07 0.14 250 0.0023 0.08 0.08 0.16 1000 0.0092 0.10 0.10 0.20 2000 0.017 0.12 0.12 0.24 3000 0.027 0.15 0.15 0.30 4000 0.035 0.19 0.19 0.38 分度值:e=1.0g 量程:20g~8000g

20 0.0005 0.10 0.10 0.2 500 0.005 0.15 0.15 0.3 2000 0.017 0.20 0.20 0.4 4000 0.035 0.30 0.30 0.6 6000 0.055 0.32 0.32 0.6 8000 0.073 0.35 036 0.7 分度值:e=2.0g 量程:40 g~12000g

40 0.0009 0.20 0.20 0.4 1000 0.009 0.26 0.26 0.5 4000 0.035 0.31 0.31 0.6 6000 0.055 0.34 0.34 0.6 8000 0.073 0.40 0.41 0.8 12000 0.11 0.42 0.43 0.9 分度值:e=5g 量程:100g~30000g 100 0.0009 0.50 0.50 1.0

2500 0.022 0.63 0.63 1.3 10000 0.092 1.0 1.0 2.0 15000 0.14 1.2 1.2 2.4 20000 0.17 1.3 1.3 2.6 30000 0.27 1.4 1.4 2.8