以F2等級砝碼為例—關(guān)于砝碼質(zhì)量校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度評定

    天平是化學(xué)實(shí)驗中*的重要稱量儀器，成分的配比是否達(dá)到要求關(guān)系著產(chǎn)品質(zhì)量是否，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到是企業(yè)所關(guān)心和始終追求的。因此，稱量儀器的計量準(zhǔn)確，對于企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的控制有著舉足輕重的作用。日前，半自動機(jī)械加碼電光天平TG328廣泛運(yùn)用于各行各業(yè)，例如醫(yī)院、制藥廠，環(huán)境監(jiān)測站、水泥廠及食品企業(yè)等 行業(yè)。本文依據(jù)JJF1059.1- 2012《測量不確 定度評定與表示》技術(shù)規(guī)范、JJG99- 2006《砝 碼》檢定規(guī)程及JJG98- 2006《機(jī)械天平》 檢定規(guī)程，以使用TG328A 機(jī)械天平作為測 量儀器，測量100g F2等級砝碼為例，建立了砝碼的數(shù)學(xué)模型，對影響質(zhì)量測量結(jié)果的各項不確定度分量行了分析，得出Fz等級砝碼質(zhì)量測量結(jié)果不確定度符合規(guī)程的要求，證明了該TG328A機(jī)械天平作為測量儀器，測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

1、概述
1)測量依據(jù): JJG99- 2006 《砝碼》檢 定規(guī)程，JJ G98- 2006《機(jī)械天平》檢定規(guī)程。 2)環(huán)境條件: 環(huán)境溫度應(yīng)在18C~26 C范圍內(nèi)，溫度波動不于0.5'C/h, 濕度應(yīng)在(30~70)%RH之間。
3)測量標(biāo)準(zhǔn): F等級標(biāo)準(zhǔn)砝碼，測量 范圍為1mg 500g,由JJ G99- 2006《砝碼》檢定規(guī)程中給出法碼的擴(kuò)展不確定度U極限值為0.006mg~0.8mg.按照新規(guī)程規(guī)定，覆蓋因子k-2.
4)被測對象: 100g F2等級砝碼。
5)測量過程: F: 等標(biāo)準(zhǔn)砝碼的測量是采用單次替化稱量法。由兩人分別使用天平，將標(biāo)準(zhǔn)砝碼(二等砝碼)直接.對測量同標(biāo)稱質(zhì)量的F2等砝碼,可得到標(biāo)準(zhǔn)砝碼與被測砝碼之間差值。將兩人測得差值的算術(shù)平均值加上二等標(biāo)準(zhǔn)砝碼的質(zhì)量值作為被測F:等礎(chǔ)碼的測量結(jié)果，
m= m,+d 
式中m-F2等砝碼的質(zhì)量值
m-二等標(biāo)準(zhǔn)砝碼的質(zhì)量值
d被測砝碼與標(biāo)準(zhǔn)砝碼的差值

3、不確定度分量的評定
3.1標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量m,的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(m,)的評定

標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量m,的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (m,)采用B類方法行評定，屬于正態(tài)分布，根 據(jù)JJG99- 2006《砝碼》 檢定 規(guī)程中給出的F等級標(biāo)準(zhǔn)砝碼100g的擴(kuò)展不確定度極限值 為0.16mg+覆蓋因子k-2, 標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u (m) =U/k 0.16mg2 0.08mg,

估計為0.10，由此得出自由度Vms-50.

3.2標(biāo)準(zhǔn)砝碼與被測砝碼之間的差值d的
標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (d)的評定
u (d)有3個標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。
①天平測量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定分量1(d):②測天平實(shí)際分度值所使用的 標(biāo)準(zhǔn)小砝碼引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u (d);③為了使天平平衡而添加的標(biāo)準(zhǔn)小砝碼引起 的標(biāo)準(zhǔn)不確定分量u (d;)。
1)天平測量重復(fù)性引起標(biāo)準(zhǔn)不確定度分 量u (d)
標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u (d) 采用A類方法行評定，屬于正態(tài)分布。
本實(shí)驗室檢定員在編號為26027 的TG328A機(jī)械天平上，在相同的條件下連續(xù)測量100gF2
等級砝碼10次，測得以下數(shù)據(jù)(單位: g): 100.00048， 100.00045， 100.00047 ， 100.00050, 100.00048, 100.00046, 100.00047, 100.00045，100.00048， 100.00045
測量平均值:
單次實(shí)驗標(biāo)準(zhǔn)差為:
實(shí)驗測量中，以兩次測得的折算質(zhì)量的算術(shù)平均值為測量結(jié)果，由此可得
u(d)=s(d})= -0.011mg
V2則自由度"ds=1011=9

2)測天平分度值所使用的標(biāo)準(zhǔn)小砝碼引 起標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u (d2)
標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(d2)采用B類方法行評定，屬于正態(tài)分布。
測100gF等級砝碼時，在TG328A機(jī)械 天平上測其實(shí)際分度值，使用了10mg 小砝碼，檢定規(guī)程中給出其擴(kuò)展不確定度極限值為0.02mg.覆蓋因子k-2,標(biāo)準(zhǔn)不確定度分 量0.02m g，覆蓋因子k=2，標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量
u (d) -0.02/2-0.01mg
為0.10,由此得出自由度
Vdz-50.

3)添加標(biāo)準(zhǔn)小砝碼引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量目(dh)
在測量過程中，為了使天平保持平衡而 添加標(biāo)準(zhǔn)小砝碼引起標(biāo)準(zhǔn)不確定分量u (ds)

4.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算
標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量值m,與兩砝碼的差值d兩者之間彼此獨(dú)立不相關(guān)，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按以下公式可得到，
402)= m+Ez2(0P∞008+00m2-00mg

5、擴(kuò)展不確定度的評定
根據(jù)新的砝碼檢定規(guī)程規(guī)定，覆蓋因子 k-2, 因此，擴(kuò)展不確定度U (m)為
U (m) =kue (m) =2X0.08-0.16mg.

6、測量不確定度的報告與表示
100gFz等級砝碼質(zhì)量測量結(jié)果的擴(kuò)展不 確定度為U= 0.16mg. = 2。

7、測量結(jié)果報告
100g F:等級砝碼的測量結(jié)果為: (1000047土0.00016) g k-2。

8、結(jié)論
該100g F2等級砝碼質(zhì)量測量結(jié)果的擴(kuò)展 不確定度U (m)為0.16mg符合不于J」 G99- 2006 《砝碼》檢定規(guī)程所規(guī)定的100gFz等級砝碼擴(kuò)展不確定度的極限值0.5mg的要求，證明了該TG328A機(jī)械天平作為測量儀器，測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。