以F2等级砝码为例—关于砝码质量校准结果的不确定度评定

    天平是化学实验中*的重要称量仪器，成分的配比是否达到要求关系着产品质量是否，产品质量达到是企业所关心和始终追求的。因此，称量仪器的计量准确，对于企业产品质量的控制有着举足轻重的作用。日前，半自动机械加码电光天平TG328广泛运用于各行各业，例如医院、制药厂，环境监测站、水泥厂及食品企业等 行业。本文依据JJF1059.1- 2012《测量不确 定度评定与表示》技术规范、JJG99- 2006《砝 码》检定规程及JJG98- 2006《机械天平》 检定规程，以使用TG328A 机械天平作为测 量仪器，测量100g F2等级砝码为例，建立了砝码的数学模型，对影响质量测量结果的各项不确定度分量行了分析，得出Fz等级砝码质量测量结果不确定度符合规程的要求，证明了该TG328A机械天平作为测量仪器，测量结果准确可靠。

1、概述
1)测量依据: JJG99- 2006 《砝码》检 定规程，JJ G98- 2006《机械天平》检定规程。 2)环境条件: 环境温度应在18C~26 C范围内，温度波动不于0.5'C/h, 湿度应在(30~70)%RH之间。
3)测量标准: F等级标准砝码，测量 范围为1mg 500g,由JJ G99- 2006《砝码》检定规程中给出法码的扩展不确定度U极限值为0.006mg~0.8mg.按照新规程规定，覆盖因子k-2.
4)被测对象: 100g F2等级砝码。
5)测量过程: F: 等标准砝码的测量是采用单次替化称量法。由两人分别使用天平，将标准砝码(二等砝码)直接.对测量同标称质量的F2等砝码,可得到标准砝码与被测砝码之间差值。将两人测得差值的算术平均值加上二等标准砝码的质量值作为被测F:等础码的测量结果，
m= m,+d 
式中m-F2等砝码的质量值
m-二等标准砝码的质量值
d被测砝码与标准砝码的差值

3、不确定度分量的评定
3.1标准砝码质量m,的标准不确定度u(m,)的评定

标准砝码质量m,的标准不确定度u (m,)采用B类方法行评定，属于正态分布，根 据JJG99- 2006《砝码》 检定 规程中给出的F等级标准砝码100g的扩展不确定度极限值 为0.16mg+覆盖因子k-2, 标准不确定度 u (m) =U/k 0.16mg2 0.08mg,

估计为0.10，由此得出自由度Vms-50.

3.2标准砝码与被测砝码之间的差值d的
标准不确定度u (d)的评定
u (d)有3个标准不确定度分量。
①天平测量重复性引起的标准不确定分量1(d):②测天平实际分度值所使用的 标准小砝码引起的标准不确定度分量u (d);③为了使天平平衡而添加的标准小砝码引起 的标准不确定分量u (d;)。
1)天平测量重复性引起标准不确定度分 量u (d)
标准不确定度分量u (d) 采用A类方法行评定，属于正态分布。
本实验室检定员在编号为26027 的TG328A机械天平上，在相同的条件下连续测量100gF2
等级砝码10次，测得以下数据(单位: g): 100.00048， 100.00045， 100.00047 ， 100.00050, 100.00048, 100.00046, 100.00047, 100.00045，100.00048， 100.00045
测量平均值:
单次实验标准差为:
实验测量中，以两次测得的折算质量的算术平均值为测量结果，由此可得
u(d)=s(d})= -0.011mg
V2则自由度"ds=1011=9

2)测天平分度值所使用的标准小砝码引 起标准不确定度分量u (d2)
标准不确定度分量u(d2)采用B类方法行评定，属于正态分布。
测100gF等级砝码时，在TG328A机械 天平上测其实际分度值，使用了10mg 小砝码，检定规程中给出其扩展不确定度极限值为0.02mg.覆盖因子k-2,标准不确定度分 量0.02m g，覆盖因子k=2，标准不确定度分量
u (d) -0.02/2-0.01mg
为0.10,由此得出自由度
Vdz-50.

3)添加标准小砝码引起的标准不确定度分量目(dh)
在测量过程中，为了使天平保持平衡而 添加标准小砝码引起标准不确定分量u (ds)

4.3合成标准不确定度的计算
标准砝码质量值m,与两砝码的差值d两者之间彼此独立不相关，所以合成标准不确定度按以下公式可得到，
402)= m+Ez2(0P∞008+00m2-00mg

5、扩展不确定度的评定
根据新的砝码检定规程规定，覆盖因子 k-2, 因此，扩展不确定度U (m)为
U (m) =kue (m) =2X0.08-0.16mg.

6、测量不确定度的报告与表示
100gFz等级砝码质量测量结果的扩展不 确定度为U= 0.16mg. = 2。

7、测量结果报告
100g F:等级砝码的测量结果为: (1000047土0.00016) g k-2。

8、结论
该100g F2等级砝码质量测量结果的扩展 不确定度U (m)为0.16mg符合不于J」 G99- 2006 《砝码》检定规程所规定的100gFz等级砝码扩展不确定度的极限值0.5mg的要求，证明了该TG328A机械天平作为测量仪器，测量结果准确可靠。