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万分之一电子天平示值误差测量不确定度的评定
来源:德阳市计量测试所 点击数: 发表时间:2020-12-16 11:05:01 字号:

摘 要:本文依据JJG10362008《电子天平》检定规程,对万分之一电子天平示值误差测量不确定度评定进行分析

关键词:万分之一电子天平;不确定度;示值误差。

    Evaluation of Uncertainty in Measurement of Indication Error

 of one in ten thousandth electronic balance

Tian Yumei

Abstract:The text According to JJG1036-2008 Verification Regulation of Electronic Balance, The evaluation of uncertainty in measurement of indication error of one in ten thousandth electronic balance is analyzed.

Keywords one in ten thousandth electronic balance  uncertainty;indiciation error

(一) 测量过程简述

(1)测量依据:JJG10362008《电子天平》检定规程

(2) 测量环境条1a、温度4小时波动不大于1b、相对湿度不大于<70%RHc、其他影响量:无易察觉气流,远离振源、磁源;d、供电电源:电源(-15%-+10%),频率(-2%-+2%

    (3) 测量标准:一组E2等级砝码,测量范围1mg500g

1 实验室计量标准器具及配套设备

序号

设备名称

技术性能

1

E2等级砝码

测量范围:1mg500g

E2等级

2

温湿度计

范围:温度(0100)                    湿度(0100)%RH

示值误差:温度±2.0℃;湿度±5RH

3

工作用玻璃液体温度计

范围:(050)

分度值0.1

  (4) 被测对象:电子天平,测量范围(0200g,准确度等级为i标称分度值d0.1mg,检定分度值e1mg

   (5) 测量方法:测量时候采用直接测量法,将标准砝码放置在被检电子天平上,待示值稳定后,读取天平示值。每个校准点进程和回程各读一次,共读数2次,通过公式计算分别求得被检进程和回程示值误差。

(二) 建立数学模型

1、根据 JJG10362008《电子天平》检定规程i 电子天平,标称分度值d0.1mg检定分度值e1mg,且标称分度值d不大于1/5检定分度值e,所以可简化为1

 

 

式中

     E   —— 电子天平的示值误差;

 

 

 

     I   —— 电子天平示值;

 

 

 

     L  —— 标准砝码的标准值。

 

2、方差传播系数

 

2.1方差

 

2.2传播系数

         

(三) 输入量的不确定度评定

1.输入量I的标准不确定度的评定

(1)测量重复性引入的标准不确定度的评定

该项不确定度,采用A类不确定度评定。本次测量中用E2等级砝码对测量范围10mg200g电子天平进行测量。每个点进行10次等精度测量的数据见表2

2 实验数据及各测量点的标准差s1

次数

被侧(g)

被侧(g)

被侧(g)

被侧(g)

被侧(g)

被侧(g)

被侧(g)

被侧(g)

0

0.01

2

5

20

50

100

200

1

0.0000

0.0100

2.0001

5.0003

20.0000

50.0001

100.0002

200.0003

2

0.0000

0.0100

2.0001

5.0003

20.0000

50.0001

100.0002

200.0003

3

0.0001

0.0100

2.0002

5.0000

20.0002

50.0001

100.0002

200.0004

4

0.0001

0.0100

2.0002

5.0000

20.0002

50.0001

100.0003

200.0004

5

0.0000

0.0100

2.0002

5.0000

20.0002

50.0001

100.0002

200.0003

6

0.0001

0.0100

2.0002

5.0001

20.0002

50.0001

100.0003

200.004

7

0.0001

0.0101

2.0002

5.0001

20.0000

50.0002

100.0002

200.0003

8

0.0000

0.0101

2.0002

5.0001

20.0000

50.0002

100.0002

200.0004

9

0.0000

0.0101

2.0002

5.0001

20.0000

50.0002

100.0002

200.0003

10

0.0000

0.0101

2.0002

5.0001

20.0000

50.0002

100.0002

200.0003

标准偏差

s1 (mg)

0.05

0.05

0.04

0.11

0.10

0.05

0.04

0.05

实际测量以2次测量平均值作为测量结果,则:

计算后数据如表3所示。

                     3 重复性引入的标准不确定度u(I1)

测量点(g)

0

0.01

2

5

20

50

100

200

s1 (mg)

0.05

0.05

0.04

0.11

0.10

0.05

0.04

0.05

u(I1)(mg)

0.04

0.04

0.03

0.08

0.07

0.04

0.03

0.04

(2)电源电压稳定性引入的标准不确定度分量u(I2)

电源电压稳定性的影响为a=0.2d=0.02mg,为均匀分布k=

所以u(I2)=0.01 mg

(3)温度变化引入的标准不确定度分量u(I3)

温度变化的影响为b=0.2d=0.02mg,为均匀分布k=

所以u(I3)=0.01 mg

4)电子天平分辨力引入的标准不确定度3u(I4)

u(I4)=0.29 =0.29×0.01=0.029mg

2、输入量L引入的标准不确定度u(L)

该项不确定度是由于标准器引入的不确定度, 采用B类方法进行评定。JJG99—2006《砝码》检定规程可知,其不确定度见表4

     4  E2等级砝码引入的不确定度2   

标称值(g

扩展不确定度U(k=2)mg

标准不确定度u(L)(mg)

0.01

0.003

0.002

2

0.02

0.01

5

0.02

0.01

20

0.03

0.02

50

0.04

0.02

100

0.06

0.03

200

0.1

0.05

(四)、合成不确定度

     电子天平分辨力引入的标准不确定度与重复性引入的标准不确定度二选一取大者,测量各点重复性均大于或等于电子天平分辨力引入的标准不确定度,所以这里就考虑重复性引入的标准不确定度。

1.各不确定度分量汇总

                   5    标准不确定度汇总表

标准不确定度分量

不确定度来源

标准不确定度(mg)

ci

(mg)

0

0.01

2

5

20

50

100

200

0

0.01

2

5

20

50

100

200

重复性

0.04

0.04

0.03

0.08

0.07

0.04

0.03

0.04

1

0.04

0.04

0.03

0.08

0.07

0.04

0.03

0.04

电源电压稳定性

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

1

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

温度变化

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

1

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

u(L)

标准器引入的不确定度

/

0.002

0.01

0.01

0.02

0.02

0.03

0.05

-1

/

0.002

0.01

0.01

0.02

0.02

0.03

0.05

2.合成不确定度的计算

输入量IL彼此独立不相关,所以合成标准不确定度可按下式得:

      计算数据如表6所示。

6合成不确定度

测量点(g

合成不确定度(mg

0

0.04

0.01

0.04

2

0.03

5

0.08

20

0.07

50

0.05

100

0.04

200

0.07

 

(五)扩展不确定度及示值误差测量不确定度报告与表示

以上分析各点均为JJG10362008《电子天平》检定规程要求的测量点,因此各测量点将作为分析结论。其扩展不确定度见表7

                        7   扩展不确定度U(k=2)

测量范围

0m50g

50g<m200g

测量点(g)

0

0.01

2

5

20

50

100

200

U(k=2)mg

0.1

0.1

0.1

0.2

0.2

0.1

0.1

0.2

 

根据表7,测量范围(0200g万分之一电子天平示值误差测量不确定度为:U=(0.10.2)mgk=2)。

参考文献

【1】  JJG10362008《电子天平》检定规程

【2】  JJG99—2006《砝码》检定规程

【3】  JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示

作者简介:田玉梅,女,工程师。工作单位:四川省德阳市计量测试所。通讯地址:618000 四川省德阳市天山南路三段138号。

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