砝码的不确定度测量怎么进行

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为您讲述

  1 测量
1． 1 测量依据
JJG99-2006《砝码检定规程》
JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》
CNAS-GL02《能力验证结果的统计处理和能力评价指南》

1． 2 环境条件
温度常温， 相对湿度不大于80％。
1． 3 测量
E 2 等级砝码200g。
1． 4 被测对象
M 1 等级砝码， 测量范围200g
1． 5 测量过程
M 1 等级砝码的测量是采用单次称量法。 测量时先把砝码m s 放在
天平， 读取砝码值， 然后把砝码取下， 放上被测砝码m于天平，
读取被测砝码值。 可得到砝码与被测砝码之间差值。 将两次测得差值的算术
平均值加上E 2 砝码的质量值作为被测M 1 等级砝码的测量结果。
2 数据模型
m = m s +d
式中： m : 为M 1 等级砝码的质量值；
m s : 为E 2 等级砝码的质量值；
d: 为被测砝码与砝码的差值。
3 输入量的不确定度评定
3． 1 输入量m 的不确定度u(m) 的评定
输入量m 的不确定度采用B类方法进行评定。
根据JJG99-2006《砝码检定规程》 中给出的E 2 砝码200g的扩展不确
定度不大于0. 3mg， 包含因子k=3， 不确定度
估计 为1， 则自由度v ms =50。
3． 2 电子天平不确定度u(d) 的评定
3． 2． 1 电子天平测量重复性引入的不确定度分量u(d 1 ) 。
可以通过连续测量得到测量列， 采用A类方法进行评定。 以200g砝码为例，
本实验用量程为210g的天平, 在重复性条件下连续测量200g砝码1O次， 得到如下
测量列：
200. 0039g, 200. 0041 , 200. 0042g , 200. 0041g, 200. 0038g, 200. 0041g,
200. 0040g, 200. 0039g, 200. 0041g, 200. 0039g
=200. 0040(g)
单次实验差为
=0. 040(mg)
用同砝码在不同时间， 在重复性条件下测量3组， 每组连续测量10次， 共
得到3组测量列， 每组测量分别按上述方法计算得到单次实验差如表1所示。
称量 （g） 200 200 200
实验差s j
S 1 S 2 S 3
0. 040 0． 040 0． 040
合并样本差 为
=0. 040(mg)
实际情况下， 以两次测量值的算术平均值为测量结果， 则可得到
=0. 028(mg)
自由度 =3×(10-1) =27
3． 2． 2 电子天平分辨率引起的不确定度分量u(d 2 )
对于标尺分度值d=0. 0001g的电子天平， 由于分辨率引起的不确定度是
估计 为1， 则自由度v d2 =50。
3． 2． 3电子天平灵敏度引起的不确定度分量u(d 3 ) 。
测200g砝码时， 可能添加1mg小砝码， 检定规程中给出其扩展不确定度不大
于0． 20mg， 包含因子k=3， 则
估计 为0. 10， 则自由度v d3 =50。
3． 2． 4对于偏载引起的不确定度分量u(d 4 )
对于偏载引起的不确定度分量u(d 4 ) 在测量过程中的不确定度被 覆盖，
可以忽略。
3． 2． 5 测200g砝码的不确定度u(d) 的计算：
自由度：
3. 3 空气浮力引入的不确定度 ) (
?
m u
空气浮力引入的不确定度 ) (
?
m u 在等量测量的情况下， 这分量可以忽
略不计。 
4 合成不确定度的评定
4． 1 灵敏系数
4． 2 不确定度汇总表
200mg砝码： 输入量的不确定度见表2。
不确定度
分量 u(x i )
不确定度的来源
不确
定度（mg）
灵敏系数 自由度
u(m s ) 砝码 0. 1 1 50
u(d) 电子天平 0. 083 1 100
4． 3 合成不确定度的计算
输入量 与d彼此立不相关， 所以合成不确定度可按下式得到。
200g砝码： v eff =96(取有效自由度v eff 为100)
5 扩展不确定的评定
取置信概率P=95％， 按有效自由度数值， 查t分布表得到t值。
200g砝码：
t p =t 95 (100) =1. 984
扩展不确定度U 95 为
U 95 =t 95 (100) · U
c (m) =1. 984×0. 13=0. 26≈0. 3(mg)
6 测量不确定度的报告与表示
M 1 等级砝码质量值测量结果的扩展不确定度为
200g砝码： U 95 =0. 3mg， v eff =100

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