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砝码折算质量测量不确定度计算所面临的问题
时间:2019/9/30 10:18:01 点击次数:188

砝码折算质量测量不确定度计算所面临的问题:

    在JJG992006砝码》检定规程里,附录C的砝码折算质量测量不确定度的计算虽然比较详细,但是由于该文专业术语、计算方法及公式较多,广大计量工作者理解起来存在很多困难,因此,对其中难理解处给出一定解释,给同行计算砝码折算质量测量不确定度提供参考。1测量过程的标准不确定度[1uw对于规程里的C.1,在利用贝塞尔公式计算测量过程中的标准不确定度时,如果测量次数J小于10次,则应该在单次测量标准偏差,即公式(1)s(Δmci)之前乘以一个系数f,使测量结果更接近于服从正态分布。对于规程里的C.1.3,如果仅做了几次测量,对s(Δmci)的评估则不太理想。早前在相似情况下所做测量的一些结果可以被使用,因此可采用衡量仪器的检定证书提供的重复性的数据来进行不确定度的评估。这里需要引起注意的是贝塞尔公式与极差法之间的区别及单次测量标准偏差和算术平均值的标准偏差之间的区别。当测量次数超过10次时,用极差法得到的测量结果约为贝塞尔公式计算结果的3;通过贝塞尔公式计算出的结果为单次测量的标准偏差。理解并区分这些概念,从而更加准确地得到A类评定的不确定度分量数值[3]。

    对于规程里的C.1.4,在日常检定工作中,由于时间和条件的限制,无法进行多次测量,如果按照JJG992006《砝码》检定规程规定的各准确度等级砝码最少测量次数,无法通过贝塞尔公式或极差法计算这部分不确定度分量,此时可以采用检定衡量仪器时得到的重复性数值作为A类评定的依据.2标准砝码的不确定度[1u(mcr)评估新购置砝码的不稳定性引入的不确定度,有以下三种方法。可以缩短检定周期,经过多次送到上级计量机构检定后,可以在有限的测量结果中确定最大值与最小值,并认为标准砝码质量在最大值与最小值之间的变化等概率,按均匀分布考虑.用户可以利用一个稳定的样品与标准砝码在一段时间内(比如说半年或者一年)进行多次的量值比对,得到的结果用公式(2)进行计算。

    2.如果既没有缩短检定周期,又没有与样品比对,则要采用被考核砝码相应准确度等级所对应的最大允许误差,即MPE,按均匀分布计算此项分量,对于C.2.2,有两种可能性:一种是标准砝码的检定证书中有修正值,但是检定人员用其检定低准确度等级砝码时,没有用其修正值,仅用了标称值,参考砝码质量的不稳定性引起的不确定度可以按照规程C.2.1条款中的说明进行计算;另一种可能性是在检定证书中,标准砝码没有给出修正值,参考砝码质量的不稳定性引起的不确定度可以按照公式(2)计算,但在建标评定时,用砝码修正值来评定[2]。

3空气浮力修正的不确定度

    在国际建议里,并没有公式C.9,只有公式C.8,公式C.9是中国计量科学研究院质量实验室在参加多次由CIPM组织的国际关键性比对时,主导实验室提供的,用于空气浮力修正不确定度评定的经验公式。经规程起草单位比较后,发现公式C.9简单、明确、计算方便,因此在国内广泛采用并添加到了JJG992006检定规程中,但条件是测量过程中进行了空气浮力测量后才能使用,而且是约等于。

4衡量仪器的不确定度

    对于C.4.2来说,无论是数字指示还是模拟指示的衡量仪器,灵敏度引起的不确定度分量指的是由于指示误差引起的不确定度分量。在质量传递中,所有的数据都与砝码质量值有关,如果通过测量,标准砝码与被检砝码的质量差为零,则由于天平分度值误差引起的不确定度可以忽略不计,但在建标评定时,则必须考虑。如果天平的标称分度值与实测分度值存在差异,此时标准砝码与被检砝码的质量差越大,由此引起的不确定度越大[4]。对于C.4.6,在JJG2006检定规程中,各等级的砝码必须满足其最大允许误差的要求,才能按相应准确度等级砝码使用,磁性也必须通过相应的测量,方可按其相应准确度等级使用,因此磁性引起的不确定度分量可以忽略不计,衡量仪器的不确定度可以简化为公式(4),其中us为由于天平灵敏度引起的不确定度,ud为由于衡量仪器的显示分辨力引起的不确定度,ue为由于偏载引起的不确定度。5结束语

    由于砝码折算质量测量的不确定度分量比较多,且各等级砝码计算还略有不同,尽管规程已经作了比较详细的说明,但是由于涉及许多专业术语、参数、公式、符号等,新接触者理解起来仍有很多困难,本文对重点、难点作了比较详细的解释,对正确理解砝码折算质量测量的不确定度有很重要的参考价值。

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