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F2等级公斤组砝码的不确定度评定需综合考虑以下核心因素:
一、测量重复性引入的不确定度
评定方法:通过连续测量同一砝码获得实验标准差,采用A类方法评定。例如,10次重复测量数据计算单次测量标准差。
影响因素:天平稳定性、操作人员手法差异等,通常表现为测量结果的离散性。
二、上级标准砝码引入的不确定度
标准砝码的扩展不确定度:根据JJG99-2006规程,F1等级标准砝码的扩展不确定度需转换为标准不确定度(U/k,k=2),例如20kg标准砝码扩展不确定度为100mg,则标准不确定度为50mg。
标准砝码的稳定性:依据规程要求,相邻周期检定结果变化量需小于最大允许误差的1/3,按均匀分布估算其分量。
三、空气浮力修正引入的不确定度
来源:砝码体积测量误差、空气密度变化等。若未进行浮力修正,可能因材料密度差异引入额外误差。
四、衡量仪器(天平)引入的不确定度
灵敏度与分辨力:天平分度值(如e=2mg/10mg/100mg)直接影响微小质量差的识别能力。
校准误差:天平的线性误差、偏载误差等系统误差需通过校准证书获取不确定度分量。
五、环境条件的影响
温度波动:要求每4小时变化不超过3.5℃,温度梯度可能导致砝码体积变化。
湿度波动:相对湿度变化需控制在15%/4h以内,过高湿度可能引起表面吸附效应。
六、测量方法与操作流程
替代衡量法误差:例如ABBA法或单次替代法中,砝码放置位置、平衡时间等操作细节可能引入随机误差。
数据处理模型:如折算质量差值计算时忽略高阶项可能引入模型简化误差。
七、其他潜在因素
磁性影响:若标准砝码材料存在剩余磁性,可能因磁场相互作用引入偏差(需根据材质检测报告评估)。
污染与磨损:长期使用导致的表面氧化或机械损伤,可能改变砝码实际质量。
以上因素需通过合成标准不确定度计算(各分量平方和的平方根),再乘以包含因子k=2得到扩展不确定度,最终以“U=...mg,k=2”形式报告。
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