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砝码计量标准技术报告
F1等级毫克组、克组砝码标准装置
一、建立计量标准的目的
为保证我州质量量值的准确可靠，满足我州厂矿企事业单位的量值传递工作的需要，特建立此标准。
我州现有三等砝码20余盒，1-10级天平500多台，我所经过省院技术培训的检定员2人。并且已进行天平检定工作20多年，主要量传对象为医疗卫生、环境监测及厂矿单位，检定环境条件完满足规程要求。
二、计量标准的工作原理及其组成
二等砝码的检定采用同名义值有一等标准砝码组在相应精度的天平上采取替代或连续替代法等精密衡量法，以消除天平不等臂所引起的系统误差，此方法符合JJG99-2006砝码检定规程的技术要求。
其原理如下：将被衡量的物体Q放在某盘上，另一盘放上平衡重物T，使之与物体平衡，设天平横梁两臂厂分别为a、b。则Qb=Ta 即Q=Ta/b然后不动平衡物，只把物体从秤盘上取下，并在该盘放上砝码P使之平衡 Q=P在衡量结果中，不再含有横梁臂长的因素。
三、计量标准器及主要配套设备
名 称
型 号
测量范围
不确定度或
准确度等或
zui大允许误差
制造厂及
出厂编号
检定或
校准机构
检定周期或复校间隔
砝码
1mg～200g
二等
上海实润实业有限公司/141
省院
1年
砝码
1mg～200g
F1等级
上海实润实业有限公司/069
省院
1年
四、计量标准的主要技术指标
装置精度等级：F1等级
测量范围：1mg-200g
五、环境条件
序号
项 目
要 求
实际情况
结 论
1
温度
（18～23）℃
（19.2-21.6）℃
符合要求
2
相对湿度
＜70%RH
（10~78）%
符合要求
3
室内环境
不得受振动气流及其它强磁场的影响
无
符合要求
六、计量标准的量值溯源和传递框图
计量标准测量重复性考核
选一个50g三等被检砝码在装置正常工作的条件下，等精度重复测量10次，记录结果如下：
测量值
(mg)
测量次数
2011年3月
1
1.90
2
1.90
3
1.89
4
1.78
5
1.80
6
1.77
7
1.88
8
1.82
9
1.82
10
1.86
平均值X
1.84
0.05
八、计量标准的稳定性考核
对F1等级毫克组、克组砝码的稳定性考核，由湖南省计量检测研究院的证书可知：
该标准装置长期稳定性符合F1要求
九、检定或校准结果的测量不确定度评定
测量方法（依据JJG99-2006）采用直接比较法或组合比较法，通过相应精度的标准天平替代接收标准砝码与被检砝码的质量信息，输出标准砝码与被检砝码的质量量值，然后进行比较，环境条件：相对湿度不大于70%，温度波动每4小时不大于1 Ċ。
数字模型根据规程提供的计算公式，被检砝码的折算质量值为
mA=mB*+（VA－VB）（ k－ 1..2） （1）
设m =（VA－VB）（ k－ 1..2）,
mr=
︱LBr－LB︱=L1, LA－LB=L2,
则mr=（mr／Ll）／L2
得Ma=mB+m mr mw （2）
3、方差与灵敏系数
根据（2）式，可由 uc2=【 f／ xi】2 u2（xi） （3）
以200g为例：
得 u2（mA）=C2（mB）u2（mB）+C2（m ）u2+（m ）+ C2（mr）u2
（mr）+C2（mw）u2（mw） （4）
u2（mA）=u2（mB）+u2（m ）+（L2／L1）2u2（mr）+（－mr L1）2u2（L1）
+（mr／L1）2u2（mr）+u2（mw）
灵敏系数 （5）
C（mB）= f／ （mB）=1, C（m ）= f／ （m ）=1
C（mr）= f／ （mr）= L2／L1,
C（L1）= f／ L1= 【－（mr L1）／L12】
C（L2）= f／ L2= （mr L1）
C（mw）= f／ （mw）= 1
被测量（输出量）：二等200g砝码，规程给出该砝码质量允差 1.5mg，质量扩展不确定度为0.6 mg。
标准量（输入量）：一等200g砝码，该砝码质量允差 0.5mg ，质量扩展不确定度为0.2mg，为了方便，假设其折算质量修正值为零。
衡量仪器:采用三级天平,zui大秤量200g,名义分度值0.1mg,测分度值的标准小砝码为二等2mg,修正值为0.01mg,质量扩展不确定度0.02mg。
检定数据:
检定员1: L2=LA-LB=3.2(分度),L1=LBr-LB=4.0(分度),mr =2.01mg
检定员2: L2=LA-LB=3.0(分度),L1=LBr-LB=4.2(分度),mr=2.01mg
以检定员1的数据进行分析。
4、标准不确定度一览表
标准不确定度分量
u（xi）
不确定度来源
标准不确定值
u（xi）
灵敏系数
不确定度贡献
u（mB）
标准砝码引入
0.067
1
0.067
u（m）
空气浮力引入
0.02
1
0.02
u（mr）
砝码替代秤量引入
0.27
1
0.27
u（mw）
标准量与被检量比较时添加标准小砝码引入
0.0067
1
0.0067
5、标准不确定度分量。
5.1标准砝码引入的标准不确定度分量u（mB）
一等200g砝码质量扩展不确定度为0.2mg，正态分布，置信概率99.73%，包含因子K=3，
u（mB）=0.2 1/3=0.067mg
5.2空气浮力引入的标准不确定度分量u（m ）
m =（VA－VB）（ K－ 1..2）
u2（mP=C2（VA）u2（VA）+ C2（VB）u2 VB+ C2（ K）u2（ K）
估算本实验室由空气浮力引入的zui大误差。
查的制造二等克组砝码材料为奥氏体不锈钢，材料密度为7.85g/cm3，各等砝码及3、4级砝码也可用铜合金，材料密度为8.4g/cm3，取偏离量7.85 8.4 g/cm3来分析。砝码质量mA与m 分别取zui大值与zui小值
mA=200.002g，m =199.998g
本所恒温室一年内平均空气密在（ 1.2 ）g/cm3范围内，由空气浮力引入的zui大误差为
∆m =（200.002/7.85－199.998/8.4）0.02=0.033mg
由空气浮力引入的不确定度通过空气浮力引入的zui大误差评定均匀分布，标准不确定度分量为
u（m ）=∆m ／／㎎
5.3标准量与被检量比较过程中天平示值变动性，测定分度值的读数误差以及测分度值时采用的标准小砝码引入的标准不确定度分量u（my）
由 my=（mr/L1） L2
得u2（my）=（L2/ L1）2 u2（mr）+（－mr L2/ L12）2 u2( L1)+（mr/ L1）2
u2（L2） （8）
式中：mr 测分度值的标准小砝码的折算质量值， mr=2.01 mg
u（mr） 测分度值的标准小砝码的标准不确定度，查得，二等2 mg砝码质量扩展不确
定度为0.02mg正态分布,置信概率99.73%,包含因子
k=3, u(mr)=0.02㎎∕3=0.0067㎎;
L1 测天平分度值时，加2mg砝码天平平衡位置改变量，L1=4分度。
L2 被检砝码与标准砝码相差的分度数，L2=3.2分度；
u（L1） 测天平分度值时引入的不确定度分量；
u（L2） 标准量与被检量相比较时引入的不确定量分量；
u（L1）.（L 2） 均由天平示值变动性引入的，天平规程规定天平示值变动性允许误差为1分度,均匀分布，2人各检一次则
u（L1）=u （L 2）=1分度/（） =0.41分度。
u2（my）=（3.2/4）20.0672+（－2.01 3.2/42）2（0.41）2+(2.01／4)2（0.41）2
=0.004288+0.1616 0.168+0.253 0.168
=0.004288+0.027+0.043=0.074
u2（my）=0.27mg
5.4标准量与被检量比较时添加标准小砝码引入的标准不确定度分量u（mw）
mw为二等2 mg砝码，其质量扩展不确定度为0.02mg，正态分布，
置信概率为99.73%，包含因子K=3.
u（mw）=0.02mg/3=0.0067 mg
6合成标准不确定度
经前面分析，不确定度分量彼此独立，且都已折算成标准不确定度，其合成标准不确定度为
uC2（mA）= u2(mB）+u2（m ）+ u2（my）+ u2（mw）
=0.0672+0.022+0.272+0.00672
=0.08 mg
uC（mA）=0.28 mg
7扩展不确定度 U=K u C（y） 取K=3
U（ mA ）=3 0.28=0.84 mg
8报告
二等200g砝码检定如下：
检定员1：测得被检砝码修正值为+1.6 mg
检定员2：测得被检砝码修正值为+1.4 mg
被检砝码的zui终结果取两人检定结果的算术平均值1.5 mg
mA=200.00015g U=0.84 mg K=3
结论：该砝码测量结果扩展不确定度符合JJG99 2006《砝码检定规程》对二等砝码的要求。
十、检定或校准结果的验证
由湖南省计量检测研究院的证书可知该F1等级毫克组、克组砝码的测量不确定度均小于上述理论值，从而不确定度得到验证。
十一、结论
1、该标准装置满足检定0.1mg 200gⅠ3级及以下级别机械天平要求。
2、该标准装置满足检定1g 200gM1等级及以下等级砝码要求。
3、该标准装置满足检定0.1mg 200gⅠ ～Ⅳ电子天平要求。
十二、附加说明
该标准装置开展检定的技术依据为：
JJG98-2006 机械天平检定规程
JJG99-2006砝码检定规程
JJG1036-2008 电子天平检定规程
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