建立砝碼質(zhì)量計量標(biāo)準(zhǔn)要依據(jù) JJG99-2006砝碼檢定規(guī)程的要求

  建立砝碼質(zhì)量計量標(biāo)準(zhǔn)要依據(jù) JJG99-2006《砝碼》檢定規(guī)程的要求，結(jié)合實際工作選擇主標(biāo)準(zhǔn)器與配套設(shè)備。
、分析說明
1. 主標(biāo)準(zhǔn)器的選擇
主標(biāo)準(zhǔn)器（標(biāo)準(zhǔn)砝碼）使用時，應(yīng)考慮其質(zhì)量修正值，其擴(kuò)展不確定度應(yīng)不于被檢砝碼允許誤差的 1/9 ，這時標(biāo)準(zhǔn)砝碼可選擇高等級標(biāo)準(zhǔn)砝碼。采用逐級傳遞；如果主標(biāo)準(zhǔn)器（標(biāo)準(zhǔn)砝碼）使用時不考慮其質(zhì)量修正值， 只按砝碼上標(biāo)注的質(zhì)量值考慮，這時標(biāo)準(zhǔn)砝碼的擴(kuò)展不確定度按砝碼的允許誤差計算，要想其擴(kuò)展不確定度應(yīng)不于被檢砝碼允許誤差的 1/9 ， 就只能隔級傳遞而不能逐級傳遞。

2. 配套設(shè)備的選擇
質(zhì)量測量不確定度來源為： 上等級標(biāo)準(zhǔn)砝碼、對被檢砝碼的空氣浮力修正及衡量儀器。對空氣浮力修
正及衡量儀器的要求是：空氣浮力修正和衡量儀器兩項不確定度分量之和不能過被檢砝碼允許誤差的 2/9 。 如果在測量過程中被檢砝碼行了空氣浮力修正，這樣衡量儀器帶來的不確定度影響就可以占被檢砝碼質(zhì)量允差的 1/6 ， 如果被檢砝碼質(zhì)量修正值中沒有括空氣浮力修正部分，這時衡量儀器帶來的不確定度影響就只能占被檢砝碼質(zhì)量允差的 1/9，在JJG99-2006 中，衡量儀器的不確定度括重復(fù)性、靈敏度、分辨力、偏載等。

二、實例探討
1. 實例 1
用 F 2 等級 1kg 標(biāo)準(zhǔn)砝碼檢定 M 1 等級 1kg 砝碼，當(dāng) F 2等級 1kg 標(biāo)準(zhǔn)砝碼帶有修正值行質(zhì)量傳遞時， 要求其擴(kuò)展不確定度不能于被檢砝碼允差的 1/3 。 F 2 等級 1kg 標(biāo)準(zhǔn)砝碼的質(zhì)量允差是 16mg ， 其擴(kuò)展不確定度極限值取為 5mg ， 被檢 M 1 等級 1kg 砝碼的質(zhì)量允差為 50mg ， 滿足標(biāo)準(zhǔn)砝碼擴(kuò)展不確定度不于被檢砝碼質(zhì)量允許誤差的 1/9 要求。 當(dāng) F 2 等級 1kg 標(biāo)準(zhǔn)
砝碼不考慮其修正值，按標(biāo)稱值 1kg 砝碼行量傳時，其擴(kuò)展不確定度按允許誤差考慮， 其值等于16mg ，不滿足 M 1 等級 1kg 砝碼質(zhì)量允差的 1/9 的要求這時 F 2 等級 1kg 標(biāo)準(zhǔn)砝碼只能檢定 M 2 以下等級 1kg 砝碼。被檢砝碼與標(biāo)準(zhǔn)砝碼行比較的衡量儀器統(tǒng)稱質(zhì)量比較儀。 考慮到比較儀在質(zhì)量計量工作中的特點，比較儀檢測括以下幾個方面：重復(fù)性測量、偏載測量以及為避免比較儀自身示值誤差帶來的影響而行的局部示值誤差的測量。這些因素都對被檢砝碼測量結(jié)果帶來不確定度影響。檢測質(zhì)量比較儀重復(fù)性采用 10 次 ABBA 或 ABA 的測量方式， 測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差采用貝賽爾公式計算。重復(fù)性、偏載、局部示值誤差的測量方法可參考 JJF1326-2011 《質(zhì)量比較儀校準(zhǔn)規(guī)范》，下面筆者對衡量儀器的選擇行探討。

2. 實例 2
某企業(yè)建立套 E 2 等級克組砝碼標(biāo)準(zhǔn)裝置，需要檢定 F 1 等級的 200g 砝碼。 當(dāng)?shù)睾０胃叨刃∮?800m，此時 F 1 等級砝碼的空氣浮力修正要小于該砝碼允許誤差的 1/9 ，按照 JJG99-2006 的要求，此被檢砝碼的質(zhì)量修正值不需考慮空氣浮力修正，因此比較儀的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度必須小于被檢砝碼允許誤差的1/9 。 F 1 等級 200g 砝碼的允許誤差為 1.0mg ，那么
只能選擇合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度小于 0.11mg 的質(zhì)量比較儀。 下面選擇小讀數(shù)能力為 0.1mg 或 0.01mg 的質(zhì)量比較儀行分析。
1. 若選擇 0.01mg 的比較儀，在比較儀為 200g 的載
荷點下行測量（ 1 ）比較儀的重復(fù)性測量
使用個標(biāo)準(zhǔn)砝碼， 采用 ABBA 的測量方式重復(fù)測量 10次，
10 次測量差值（單位： mg ）分別為 0.01 、 0.00 、
0.00 、 0.02 、 0.00 、 0.00 、 0.00 、 -0.02 、 0.02 、 0.00 。 單次測量
結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差：
s=
10i=1∑ （ ΔI i -ΔI ）
2n-1%=0.012mg
重復(fù)性測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
u R = α T P
2 t +u 2 d%式中： α T —— — 溫度影響的不確定度分量變化量；
P t —— — 標(biāo)準(zhǔn)載荷砝碼； u d —— — 比較儀在被測載荷點下
的顯示分辨力引起的不確定度分量。
比較儀的溫度影響平均特性 TK=0.003×10 -6 K - 測量過程中的溫度變化量 ΔT=0.1℃，則α T =112（ ΔT×TK ） 2 =

112 × （ 0.1×3×10-9 ） 2比較儀實際分度值
d=0.01mg ， u d =
12 3%姨×d （ I ） =2 %
姨×0.01mgu R = α T P2 t +u 2 d=112 × （ 0.1×3×10
-9 ） 2 × （ 2×10 5 ） 2 + （
12 3%×0.01 ） 2 %=0.0029mg
（ 2 ）比較儀的偏載誤差測量
比較儀偏載誤差采用 ABBA 的測量方式，利用砝碼放在衡量盤中間位置的示值與放在衡量盤前后左右 4 個位置的示值之差獲得。偏載誤差測量的不確定度
u E = s 2 +α T P
2 t +u 2 d= 0.012 2 +
112 × （ 0.1×3×10
-9 ） 2 × （ 2×10 5 ） 2 + （
12 3%×0.01 ） 2 %%=0.012mg
（ 3 ）比較儀的局部示值誤差測量
按照 JJF1326-2011 《質(zhì)量比較儀校準(zhǔn)規(guī)范》的要求，測量局部示值誤差時，需加載質(zhì)量范圍為（ 1000～5000 ） d 的標(biāo)準(zhǔn)小砝碼行測量，重復(fù)測量 3 次，測量結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)小砝碼的實際質(zhì)量值與比較儀 3 次測量結(jié)果的平均值之差。局部示值誤差測量的不確定度
u s = s 2 +α T P
2 t +u 2 d +α s m 2 s%
其中 m s =10.005mg ， α s = （U s2m s）
式中： m s —— — 測局部示值誤差的標(biāo)準(zhǔn)小砝碼質(zhì)量
值；U s —— — 測局部示值誤差的標(biāo)準(zhǔn)小砝碼質(zhì)量值的擴(kuò)展不確定度。
U s 取 E 2 等級 10mg 標(biāo)準(zhǔn)砝碼的擴(kuò)展不確定度的極限值為 0.0026mg
u s = s 2 +α T P
2 t +u 2 d +α s m 2 s%
= 0.012 2 +
112 ×（ 0.1×3×10 -9 ） 2 × （ 2×10 5 ） 2 + （
16
%×0.01 ） 2 +(
0.0026
2×10.005
） 2 ×10.005 2
%=0.013mg

 通過上述分析計算表明， 選擇小讀數(shù)能力為0.1mg 的比較儀不能滿足 F 1 等級 200g 砝碼的檢定要求