克组砝码建标报告

国 防 计 量 建立测量标准技术报告 标准名称： F1等级克组砝码标准装置 计量技术机构： 编写： 年 月 日 审核： 年 月 日 目 次 一、测量标准概述.....................……………...(1) 二、测量标准性能......................……………..(2) 三、构成测量标准的测量器具及配套设备....(3) 四、检定人员.........................………………...(4) 五、校准（检定）环境条件.............………...(4) 六、测量标准不确定度的评定..........………..(5) 七、测量标准重复性....................……………(11) 八、测量标准稳定性....................……………(13) 九、测量标准不确定度的验证...........…...…..(15) 十、结论 .............................………………….(16) 十一、附录...........................………………….(16) 共16 页 第 1 页 一. 测量标准概述 一、建立测量标准的目的、意义和用途： F1等级克组砝码标准装置的建立是为了保证国防系统质量量值传递的准确、一致、可靠及正确，保证军工科研、生产及高精度测试的需要，保证军工产品的质量。本单位为此特建立F1等级克组砝码标准装置。开展对M1等级及以下准确度等级的克组标准砝码量值传递工作。 二、测量标准的组成和工作原理： 该装置由F1等级克组标准砝码和相应准确度等级天平组成。其工作原理是采用ABA测量循环：把标准砝码放在天平盘上，读取数据Ir1，然后，把标准砝码从天平盘上取下来，放上被检砝码，并读取数据It1,取下被检砝码,再把标准砝码放上去,读取数据Ir2。由中的ABA测量循环的公式计算ΔI，然后根据规程中的公式15计算被检砝码和标准砝码的折算质量差值，加上标准砝码的折算质量即可得到被检砝码的折算质量。 三、检定（校准）方法和依据的检定规程： 检定方法: 替代称量法 依据《JJG99-2006》砝码检定规程执行。 共 16 页 第 2 页 二. 测量标准性能 一、 技术要求。 F1等级克组砝码进行量值传递时，一般采用折算质量修正值，其折算质量修正值不应超过规程中给出的相应的质量允差。 二、质量允差： (1～200)g： ±0.1 mg～±1.0mg 三、天平 BS224S型 分度值：0.1mg 四、本装置扩展不确定度： 1g：U=0.10mg (k=2) 200g：U=0.34mg (k=2) 共16页 第 4页 四、检定人员 姓名 技术职称 从事本专业年限 检定专业项目 检定员 证号 XXX 工程师 18 质量 0003 XXX 技术员 3 质量 0004 XXX 助工 12 质量 0005 XXX 助工 3 质量 0006 五、校准（检定）环境条件 项目名称 要求 实际情况 温度 18℃～23℃ 每4h最大变化1℃ 18℃～23℃ 每4h最大变化0.3℃ 相对湿度 30％～70％ 每4h最大变化10% 30％～70％ 每4h最大变化3% 磁场 远离 无电磁场 震动 远离 无震动 光照 避免阳光直射 没有阳光 共16页 第5 页 六、测量标准不确定度的评定 一、输出量 F1等级克组砝码标准装置由F1等级克组标准砝码、标准天平组成，给出被检砝码的折算质量修正值。 二、数学模型 mB=mA+（Vt-Vr）（ρa-ρ0)±ΔI×mcs/ΔIs 式中: mB→被检砝码的折算质量 mA→标准砝码的折算质量 Vt→被检砝码的体积 Vr→标准砝码的体积 ρa→测量时,实验室的实际空气密度 ρ0→约定的标准空气密度 mcs →测天平分度值的标准小砝码的折算质量 ΔI →被检砝码与标准砝码从衡量仪器上得到的平衡位置读数差 ΔIs →由于灵敏度砝码引起的衡量仪器指示值的改变 三、不确定度来源 3.1 F1等级标准砝码 3.2 重复测量 3.3 衡量仪器 3.4 空气浮力 四、标准不确定度的评定 4.1 F1等级标准砝码带来的不确定度u（mcr）。 下面以1g、200g测量为例： 六、测量标准不确定度的评定 四、标准不确定度的评定 4.1 F1等级标准砝码带来的不确定度u（mcr）。 下面以1g、200g测量为例： 其中，U为标准砝码的扩展不确定度，k为覆盖因子（通常取k值为2），uinst为标准砝码质量的不稳定性引起的不确定度。 依据规程：F1等级标准砝码1g的扩展不确定度不大于0.03mg，200g的扩展不确定度不大于0.3mg，包含因子k=2。则有： 1g砝码： u（mcr）=0.03mg/2=0.015mg 200g砝码: u（mcr）=0.3mg/2=0.15mg 4.2重复性测量带来的不确定度uW 重复性测量的标准不确定度是质量差值的标准偏差。以F1等级标准砝码检定F2等级的1g砝码得到下列数据(单位：mg)：0.0；0.0；0.1；0.0；0.0；0.0；0.0；0.0；0.0；0.0，则： uW = =0.01mg F1等级标准砝码检定F2等级的200g砝码得到下列数据(单位：mg)：0.4；0.6；0.2；0.5；0.8；0.5；0.8；0.2；0.4；0.6，则： uW = =0.066667mg 共 16 页 第 6页 六、测量标准不确定度的评定 4.3 衡量仪器的不确定度分量uba 4.3.1衡量仪器灵敏度引起的不确定度 对于1g砝码,检定F2等级的1g砝码是在5.1g/0.1mg的天平上进行的，该天平的灵敏度检定是用的F1等级1mg的标准小砝码，其修正值为0.00mg，标准不确定度为u(ms)=0.006mg；该砝码在5.1g/0.1mg的天平上，经过多次测量，引起的质量变化的平均值为ΔIs=1.01mg，算术平均值的标准偏差为u（ΔIs）=0.003mg。标准砝码与被检砝码的差值为0.1mg，则： 计算得us=0.000669mg 对于200g砝码,检定F2等级的200g砝码是在210g/0.1mg的天平上进行，该天平的灵敏度检定是用的F1等级10mg的标准小砝码，其修正值为0.02mg，标准不确定度为u(ms)=0.008mg；该砝码在210g/0.1mg的天平上，经过多次测量，引起的质量变化的平均值为ΔIs=10.1mg，算术平均值的标准偏差为u（ΔIs）=0.03mg。标准砝码与被检砝码的差值为1.0mg，则： 计算得us =0.003076mg 共16页第7页 共16页第8页 六、测量标准不确定度的评定 4.3.2由于衡量仪器显示分辨力引起的不确定度 对于1g砝码， =0.040825mg 对于200g砝码， =0.040825mg 4.3.3偏载引起的不确定度uE 由天平的检定证上知，BS224S天平的偏载误差为0.2mg(测量中砝码放置在偏离秤盘中心1/3处)： a、对于1g砝码， uE= (1/3×0.2)/ (2× )=0.019245mg b、对于200g砝码， uE= (1/3×0.2)/(2× )=0.019245mg 4.3.3磁性引起的不确定度uma 由于标准砝码与被检砝码经检定其磁性满足JJG99-2006《砝码》检定规程的要求，则此项分量可以按照“零”计算，即uma=0。 4.3.4衡量仪器的几项标准不确定度进行合成，uba a、对于1g砝码 = =0.045139mg b、对于200g砝码 共16页第9页 六、测量标准不确定度的评定 = =0.045238mg 4.4 空气浮力的不确定度分量ub 本厂所用F1等级200g砝码的体积为25.08cm3，F2等级200砝码的体积为25.48 cm3，实测空气密度为1.19788×10mg/cm3，则空气浮力的不确定度分量为（按均匀分布处理此量）： 对于1g砝码可忽略此项分量,计为0 对于200g砝码：ub=（25.48-25.08）×(1.2-1.19788)/ =0.00049 五、不确定度分量一览 不确定度分量 不确定度来源 评定方法 数值 u（mcr） F1等级标准砝码 B 1g：0.015mg 200g：0.15mg uW 重复性 A 1g：0.01mg 200g：0.066667mg uba 衡量仪器 B 1g：0.045139mg 200：0.045238mg ub 空气浮力 B 1g：0mg 200g：0.00049mg 六、测量标准不确定度的评定 六、合成标准不确定度 对1g砝码： = =0.0486 对于200g砝码： = =0.17027 七、扩展不确定度（取k=2） 对于1g砝码：U=kuc=2×0.0486≈0.10mg 对于200g砝码：U=kuc=2×0.17027≈0.34mg 共16页第10页 共16页第11页 七、测量标准重复性 在本标准装置处于正常状态下，对1ｇ砝码进行重复测量8次（温度：22.9℃，湿度36%）。 测量差值如下：（天平型号BS224S，编号21891693） 单位：mg 测量序号 观测值（ｘｉ） （ｘｉ－ ） （ｘｉ－ ）2 1 0 -0.0125 0.00015625 2 0 -0.0125 0.00015625 3 0 -0.0125 0.00015625 4 0 -0.0125 0.00015625 5 0 -0.0125 0.00015625 6 0.1 0.0875 0.00765625 7 0 -0.0125 0.00015625 8 0 -0.0125 0.00015625 平均值 0.0125 将上表数据值代入公式如下：（注：重复性标准偏差） sn(x) = =0.025355mg 由结果表明：sn(x)＜（2/3）uc =0.033333mg，重复性符合要求 共16页第12页 七、测量标准重复性 在本标准装置处于正常状态下，对200ｇ砝码进行重复测量8次（温度：22.9℃，湿度36%）。 测量差值如下：（天平型号BS224S，编号21891693） 　单位：mg 测量序号 观测值（ｘｉ） （ｘｉ－ ） （ｘｉ－ ）2 1 0.5 0 0 2 0.6 0.1 0.01 3 0.4 -0.1 0.01 4 0.6 0.1 0.01 5 0.4 -0.1 0.01 6 0.5 0 0 7 0.4 -0.1 0.01 8 0.6 0.1 0.01 平均值 0.5 将上表数据值代入公式如下：（注：重复性标准偏差） sn(x) = =0.092582 mg 由结果表明：sn(x)＜（2/3）uc =0.113513 mg，重复性符合要求。 共 16页 第 13页 八、测量标准稳定性 在BS224S型天平上，每隔一个月，用F1等级1g砝码检定F2等级1g砝码，连续测量5组数据，每组检定取6个测量值,取6个数据的平均值作为每组的数值。实验数据如下： （单位：mg） 测量序号 数据 1 2 3 4 5 6 平均值 1 0.2 0.1 0.1 0.2 0.2 0.2 0.167 2 0.2 0.1 0.2 0.1 0.1 0.2 0.150 3 0.2 0.2 0.1 0.2 0.2 0.2 0.183 4 0.1 0.1 0.1 0.1 0.2 0.1 0.117 5 0.1 0.2 0.1 0.1 0.1 0.2 0.133 5组测量的平均值 0.15 将上表数据值代入公式如下： Sm = =0.026249mg 由结果表明：Sm＜uc =0.0486mg,故稳定性符合要求。 共 16 页 第 14 页 八、测量标准稳定性 在BS224S天平上，每隔一个月，用F1等级200g砝码检定F2等级200g砝码，连续测量5组数据，每组检定取6个测量值,取6个数据的平均值作为每组的数值。实验数据如下： （单位：mg） 测量序号 数据 1 2 3 4 5 6 平均值 1 0.6 0.6 0.4 0.2 0.6 0.2 0.433 2 0.4 0.4 0.6 0.2 0.2 0.6 0.400 3 0.6 0.4 0.2 0.6 0.6 0.6 0.500 4 0.4 0.6 0.6 0.2 0.6 0.4 0.467 5 0.6 0.2 0.2 0.4 0.6 0.2 0.367 5组测量的平均值 0.433 将上表数据值代入公式如下： Sm = =0.052655mg 由结果表明：Sm＜uc =0.17027mg，稳定性符合要求。 共16页 第15页 九、测量标准不确定度的验证 1、选一被检的F2等级的标称质量为1g的砝码，送国防科技工业第XXXX计量站检定和自检，得到如下结果： 第XXXX计量站：y0=1.00006g 自检: y=1.0001g 两次检定结果之差为0.04mg，小于U=0.10mg，本标准装置的不确定度得到验证。 2、选一被检的F2等级的标称质量为200g的砝码，送国防科技工业第XXXX计量站检定和自检，得到如下结果： 第XXXX计量站：y0=200.00106g 自检: y=200.0008g 两次检定结果之差为0.26mg，小于U=0.34mg，本标准装置的不确定度得到验证。 共 16页 第 16 页 十、结 论 根据对整套标准装置不确定度的评定和验证结果，该标准装置稳定可靠，满足JJG99-2006砝码检定规程的要求，可以开展量值范围为1g～200g的F2及以下各等级砝码的检定 十一、附录 1、JJG99-2006砝码检定规程 2、JJG2053-2006 质量计量器具 _1356249223.unknown _1356850188.unknown _1356850415.unknown _1356850666.unknown _1356850692.unknown _1356850490.unknown _1356850293.unknown _1356844692.unknown _1356845908.unknown _1356250172.unknown _1356250185.unknown _1356250205.unknown _1356249240.unknown _1355816370.unknown _1355829875.unknown _1355898438.unknown _1355816419.unknown _1355816438.unknown _1355816387.unknown _1321775795.unknown _1355816337.unknown _1289972855.unknown _1289972891.unknown