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标准砝码质量允差测量不确定度评估
发布时间:2019-06-06   点击次数:31次

标准砝码质量允差测量不确定度评估:

用替代法校准砝码时采用精密衡量法(替代法)测量,其模型为mA=mB+(VA-VB)·!"K±(LA-LB)·e±mW(对于等砝码)(3)式中A—被检砝码下标B—标准砝码下标K—空气密度下标L—称量平衡位置e—天平实际分度值mW—为第二次平衡称量时,所加小砝码m—质量V—体积ρ—密度由于替代法包含了两个过程,即上级砝码对标准装置的测量过程和标准装置对被测砝码的测量过程,其校准不确定度的影响因素应包含标准砝码质量的不确定度、空气浮力的不确定度、天平平衡位置的变动性、天平分度值的不确定度、天平平衡时所用标准砝码质量的不确定度。

2.1数学模型2.1.1建立微分关系式当ΔρK影响较小时,取浮力项为独立量,并取为mρK,则有dmA=dmA+dmρK±(dLA-dLB)·e±(LA-LB)de±dmw(4)2.1.2建立不确定度传递关系式u2(mA)=u2(mB)+u2(mρK)+2u2(L)·e2+(LA-LB)2u2(e)+u2(mW)(5)

2.2不确定度

2.2.1评估对象及装置

被测量为200g二等砝码,要求:Δ20(0mA)=±1。5mg;U20(0mA)=0。6mg;及50g二等砝码,要求:Δ5(0mA)=±0。6mg;U5(0mA)=0。3mg;标准量为200g一等砝码,已知:Δ20(0mB)=±0。5mg;U20(0mB)=0。2mg;50g一等砝码,已知:Δ5(0mB)=±0。3mg;U5(0mB)=0。1mg。其中U为砝码质量的总不确定度或扩展不确定度(K=3);称量装置采用最大秤量Max=200g;e=d=0。1mg,Ⅰ3级天平(TG328)。

2.2.2确定不确定度分量

(1)标准砝码的标准不确定度u20(0mB)=U20(0mB)K=0.2mg3=0.067mgu5(0mB)=U5(0mB)K=0.1mg3=0.033mg(2)空气浮力的不确定度,u(mρK)由JJG99-90规程知空气浮力引入误差小于被检砝码扩展不确定度1/5时可不作具体空气浮力修正,取其最大值,并取正态分布u20(0mρK)=U20(0mA)5×3=0.6mg5×3=0.04mgu5(0mρK)=U5(0mA)5×3=0.3mg5×3=0.02mg(3)u(L)是由天平平衡位置引起的测量不确定度,按天平最大变动性±1分度估计,取正态分布u(L)=1分度3=0.33分度因为200g、50g砝码用同一台天平称量,所以u20(0L)=u5(0L)=u(L)=0.33分度(4)u(e)是天平分度值不确定度,按10mg分度值砝码使天平走100±2分度计,取均匀分布u(e)=2×0.1mg100!3=0.0012mgLA-LB为标准与被检砝码两次称量平衡位置读数值之差,取一等砝码与二等砝码质量允差的最大差值:对200g砝码有(LA-LB)200=1.5+0.5=2.0mg=20分度×0.1mg对50g砝码有(LA-LB)50=0.6+0.3=0.9mg=9分度×0.1mg(5)u(mW)为添加在平衡位置端的小砝码的不确定度,取为二等毫克组砝码扩展不确定度0.02mg,均匀分布u(mW)=0.02mg!3=0.0115mg

2.2.3确定合成不确定度

2u20(0mA)=0.0672+0.042+2×0.12×0.332+202×0.00122+0.01152=0.00895mgu20(0mA)=0.095mg2u5(0mA)=0.0332+0.022+2×0.12×0.332+92×0.00122+0.01152=0.00385mgu5(0mA)=0.062mg

2。2。4确定扩展不确定度取

K=3u20(0mA)=3u20(0mA)=3×0.095mg=0.285mgu5(0mA)=3u5(0mA)=3×0.062mg=0.186mg

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