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10kg二等砝码不确定度计算
时间:2019/10/11 9:35:51 点击次数:55

10kg二等砝码不确定度计算:

1检定方法

我站的标准10kg一等砝码由中国计量院进行检定,其材料为不锈钢。根据JJG99-90砝码检定规程我站以10kg一等砝码作为标准,检定10kg二等砝码,25,其材料也为不锈钢。本文以检定一块二等10kg砝码为例,计算其测量结果的不确定度。对二等砝码检定室有如下基本要求:检定室不允许有容易觉察的振动和气流。检定室应尽量远离振源和磁源。检定室温度波动每4h不得大于1C。检定室内的天平和砝码应避免阳光直接照射。室内空气相对湿度不大于70%,砝码的温度应与室温相一致。砝码存放时间不得少于12h等。检定过程采用单次替代称量法,由两人分别检定一次,取其算术平均值作为最终结果。具体操作过程如下:10kg4级天平上,将标准砝码mp放在天平左盘内,在右盘内放入替代砝码m,读取平衡位置Lp,将测分度值的标准小砝码m,放入左盘内,读取平衡位置Lg,然后取下标准砝码mp和标准小砝码m,,将被检砝码mA放在左盘内,读取平衡位置LA

2建立数学模型

根据JJG99-90砝码检定规程,建立数学模型mx=mp+(V^-VB)(Pk-P1:2)+(Lx-Ly)d+mw(1)其中:d=m,/(LBr-LB)式中:ma为被检砝码折算质量,kg;mA标准砝码折算质量,kg;V为被检砝码的体积,cm';V;为标准砝码的体积,cm';LA为被检砝码的平衡位置;Lp为标准砝码的平衡位置;m,为测天平分度值的标准小砝码2.1的折算质量,mg;Lp为测天平分度值加放m,后的平衡位置;pk为检定时实验室的实际空气密度g/cm,P12=0.0012g/cm';mw为使天平平衡时所添加的标准小砝码的折算质量,mg。设L=La-LB;L2=LBr-Lg;mp=(Va-Vz).(Pk-P1:2)则上述关系式(1)变为:ma=mg+mp+L;m,/Lz+mw(1)(2),求传播系数C(mp)=ams/0mp=1,C(mp)=oma/0mp=1C(m)=ams/8m=L/L2,C(d)=am,/ad=LC(mw)=8ma/8mw=1计算合成方差(2)2.2根据u2(v)=u2(x)2可得:xJu2(m)=C(m).u*(mn)+C(m).u2(m)+C*(m)u2(m)+C(L).u2(L)+C(d)ur?(d)+C2(m,).u2(m,)

3标准不确定度的来源及评定

3.1标准不确定度来源(1)由标准砝码引入的不确定度u(m;)(2)由空气浮力引入的不确定度u(mp)(3)由测量的重复性引入的不确定度u(L)(4)由天平的灵敏度引入的不确定度uy(5)由标准小砝码m,mw引入的不确定度u(m)u(m,)(6)由温度、气流、振动、磁场等环境因素影响,造成质量漂移,引入的不确定度u,(7)由检定人员读数误差引人的不确定度us

3.2标准不确定度的评定

  1. 标准砝码引人的不确定度u(m;)根据JG99-90砝码检定规程,-10kg砝码检定精度为28mg,属于正态分布,k=3,故标准不确定度为u(mB)=28/3=9.3(mg)自由度γ(mp)-→∞
  2. 由空气浮力引入的不确定度u(mp)空气浮力修正mp=(Vx-VB).(ρk-ρ1.2)根据JJC99-90砝码检定规程,由于10kg一等砝码二等砝码材料相同,同为不锈钢。尽管其质量有微小不同,但它们的体积可以认为是相同的,可不进行空气浮力修正。本站天平室环境条件为:温度每.4h波动不超过19C,空气密度变化很微小,所以由空气浮力引人的不确定度可以忽略不计。故标准不确定度为u(mp)=0自由度γ(mp)-→∞根据JJG98-90天平检定规程,天平示值的变动性不超过1个分度,20mg,呈均匀分布,k=3,故其标准不确定度为u(L)=20/3=6.7(mg)自由度γ(L)-→∞
  3. 由天平灵敏度引人的不确定度u天平的灵敏度为20mg,呈均匀分布,k=3,故其标准不确定度为ug=20/3=11.5(mg)自由度γa→∞(5)由标准小砝码m,mw引人的不确定度u(m)u(mw)由于本次检定过程中未添加小砝码mw,u(m,)=0。根据JJG99-90砝码检定规程,二等100mg砝码的检定精度为0.02mg,呈正态分布。k=3,其标准不确定度为u(m,)=0.02/3=0.007(mg)自由度γ(m)-→∞
  4. 由温度、气流、震动、磁性等环境因素影响,造成质量漂移,引人的不确定度up=4/3=2.3(mg)设质量漂移为天平分度值的0.2个分度,即为0.2x20=4(mg),呈均匀分布。k=3,故其标准不确定度为up=4/3=2.3(mg)自由度γb-→∞
  5. 由检定人员读数误差引人的不确定度us天平指针为摆动式机械指针,读取数值时,一般是估读到最小分度的1/10,0.1分度。设读数误差为0.2个分度,:20x0.2=4(mg),呈均匀分布。k=v3,故其标准不确定度为us=4/3=2.3(mg)自由度γo→∞

4.不确定度报告

4.1测量结果

根据检定数据计算出砝码的实际质量为20.000010kg所以测量结果为(20.000010+0.000040)kgk=3

4.2技术依据

JJG9990JJG98-90砝码检定规程。

非自动天平检定规程。

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