克组砝码建标报告

克组砝码建标报告 国 防 计 量 建立测量技术报告 标准名称: F等级克组砝码标准装置 1 计量技术机构:国营第XXX厂计量室 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: F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1 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F等级1克组砝码标准装置。开展对M等级及以下准确度等级的克组标准1 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F等级克组标准砝码和相应准确度等级天平组成。1 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I～然后～把标准砝码从天平盘上取下来～放上被检砝码～r1 并读取数据I,取下被检砝码,再把标准砝码放上去,读取数据t1 I。由中的ABA测量循环的公式计算ΔI～然后根据规程中的r2 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。 F等级克组砝码进行量值传递时～一般采用折算质量修正1 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) 校生准校准 型出产测 允许误校准,, 名号 厂 国量 差极限,检检定, 称 规编别范 (不确定定,时定,证书量 格 号 厂围 度) 间 机号 家 构 器 1g鞍?0.1 JL10具 砝，2551g，XXX2010.山mg， -103 码 2005 200g X站 03.18 市 ?1.0mg 1 g 电218SarJL10子BS2220XXX2010.916tor?1.5mg -221天24S , X站 07.06 93 ius 1 平 配 套 设 备 三、构成测量标准的测量器具及配套设备 共 16 页 第 3 页 共16页 第 4页 四、检定人员 从事本专检定员 姓名 技术职称 检定专业项目 业年限 证号 XXX 师 18 质量 XXXX XXX 技术员 3 质量 XXXX XXX 助工 12 质量 XXXX XXX 助工 3 质量 XXXX 五、校准,检定,环境条件 项目名称 要求 实际情况 18?，23? 18?，23? 温度 每4h最大变化1? 每4h最大变化0.3? 30,，70, 30,，70, 相对湿度 每4h最大变化10% 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 F等级克组砝码标准装置由F等级克组标准砝码、标准天平组成～给出11 被检砝码的折算质量修正值。 二、数学模型 m=m+,V-V,,ρ-ρ)?ΔI×m/ΔI BAtra0css 式中: m?被检砝码的折算质量 B m?标准砝码的折算质量 A V?被检砝码的体积 V?标准砝码的体积 tr ρ?测量时,实验室的实际空气密度 a ρ?约定的标准空气密度 0 m?测天平分度值的标准小砝码的折算质量 cs 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 ΔI ?由于灵敏度砝码引起的衡量仪器指示值的改变 s 三、不确定度来源 3.1 F等级标准砝码 1 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 F等级标准砝码带来的不确定度u,m,。 1cr 下面以1g、200g测量为例: 共 16 页 第 6页 六、测量标准不确定度的评定 四、标准不确定度的评定 4.1 F等级标准砝码带来的不确定度u,m,。 1cr 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,～ u为标准砝码质量的不稳定性引起的不确定度。 inst 依据规程:F等级标准砝码1g的扩展不确定度不大于0.03mg～200g的1 扩展不确定度不大于0.3mg～包含因子k=2。则有: 1g砝码: u,m,=0.03mg/2=0.015mg cr 200g砝码: u,m,=0.3mg/2=0.15mg cr 4.2重复性测量带来的不确定度u W 重复性测量的标准不确定度是质量差值的标准偏差。以F等级标准砝码1检定F等级的1g砝码得到下列数据(单位:mg):0.0,0.0,0.1,0.0,0.0,2 0.0,0.0,0.0,0.0,0.0～则: n2(x,x)?i=1i u = =0.01mg Wn(n,1) F等级标准砝码检定F等级的200g砝码得到下列数据(单位:mg):0.4,12 0.6,0.2,0.5,0.8,0.5,0.8,0.2,0.4,0.6～则: n2(x,x)?i=1iu = =0.066667mg Wn(n,1) 共16页第7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u ba 4.3.1衡量仪器灵敏度引起的不确定度 22u(m)u(ΔI)ss22=()(+)uΔm sc22mΔIss 对于1g砝码,检定F等级的1g砝码是在5.1g/0.1mg的天平上进行的～2 该天平的灵敏度检定是用的F等级1mg的标准小砝码～其修正值为0.00mg～1 标准不确定度为u(m)=0.006mg,该砝码在5.1g/0.1mg的天平上～经过多次s 测量～引起的质量变化的平均值为ΔI=1.01mg～算术平均值的标准偏差为us,ΔI,=0.003mg。标准砝码与被检砝码的差值为0.1mg～则: s 220.0060.00322u=(0.1)(+) s221.001.01 计算得u=0.000669mg s 对于200g砝码,检定F等级的200g砝码是在210g/0.1mg的天平上进2 行～该天平的灵敏度检定是用的F等级10mg的标准小砝码～其修正值为10.02mg～标准不确定度为u(m)=0.008mg,该砝码在210g/0.1mg的天平上～s 经过多次测量～引起的质量变化的平均值为ΔI=10.1mg～算术平均值的标准s偏差为u,ΔI,=0.03mg。标准砝码与被检砝码的差值为1.0mg～则: s 220.0080.0322u=(1.0)(+) s2210.0210.1 计算得u=0.003076mg s 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 d/2u=()×2 d3 0.1/2对于1g砝码～ =0.040825mg u=()×2d3 0.1/2对于200g砝码～=0.040825mg u=()×2d3 4.3.3偏载引起的不确定度uE 由天平的检定证书上知～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～u= (1/3×0.2)/ (2×)=0.019245mg3 E b、对于200g砝码～u= (1/3×0.2)/(2×)=0.019245mg 3 E 4.3.3磁性引起的不确定度u ma 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u=0。 ma4.3.4衡量仪器的几项标准不确定度进行合成～u ba a、对于1g砝码 2222 u=u+u+u+ubasdEma22220.000669+0.040825+0.019245+0 ==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 2222 u=u+u+u+ubasdEma 2222 ==0.045238mg 0.003076+0.040825+0.019245+0 4.4 空气浮力的不确定度分量u b 3 本厂所用F等级200g砝码的体积为25.08cm～F等级200砝码的体积为12 3325.48 cm～实测空气密度为1.19788×10mg/cm～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:u=,25.48-25.08,×(1.2-1.19788)/ 3b =0.00049 五、不确定度分量一览表 不确定度分量 不确定度来源 评定方法 数值 u,m, F等级标准砝码 B 1g:0.015mg cr1 200g:0.15mg u 重复性 A 1g:0.01mg W 200g:0.066667mg u 衡量仪器 B 1g:0.045139mg ba 200:0.045238mg u 空气浮力 B 1g:0mg b 200g:0.00049mg 共16页第10页 六、测量标准不确定度的评定 六、合成标准不确定度 2222对1g砝码: u=u+u+u+ucmWbabcr 2222 = 0.015+0.01+0.045139+0 =0.0486 2222对于200g砝码: u=u+u+u+ucmWbabcr 2222 = 0.15+0.066667+0.045238+0.00049 =0.17027 七、扩展不确定度,取k=2, 对于1g砝码:U=ku=2×0.0486?0.10mg c 对于200g砝码:U=ku=2×0.17027?0.34mg c 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1,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 2测量序号 观测值,,, ,,,, ,,,, ,xx,, 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, n2(x,x)?ii=1 s(x) ==0.025355mg nn,1 由结果表明:s(x),,2/3,u =0.033333mg～重复性符合要求 nc 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200,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 2测量序号 观测值,,, ,,,, ,,,, ,xx,, 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, n2(x,x)?ii=1 s(x) ==0.092582 mg nn,1 由结果表明:s(x),,2/3,u =0.113513 mg～重复性符合要求。 nc 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F等级1g砝码检定F等级1g砝码～12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, 测数据 量1 2 3 4 5 6 平均值 序 号 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: m2[](x),x?nimi=1 S ==0.026249mg mm,1 由结果表明:S,u =0.0486mg,故稳定性符合要求。 mc 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F等级200g砝码检定F等级200g砝12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, 测数据 量1 2 3 4 5 6 平均值 序 号 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: m2[](x),x?nimi=1 S ==0.052655mg mm,1 由结果表明:S,u =0.17027mg～稳定性符合要求。 mc 共16页 第15页 九、测量标准不确定度的验证 1、选一被检的F等级的标称质量为1g的砝码～送国防科技工业第13112 计量站检定和自检～得到如下结果: 第XXXX计量站:y=1.00006g 0 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F等级的标称质量为200g的砝码～送国防科技工业第13112 计量站检定和自检～得到如下结果: 第XXXX计量站:y=200.00106g 0 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F及以下各等级砝码的检定 2 十一、附录 1、JJG99-2006砝码检定规程 2、JJG2053-2006 质量计量器具