王雪 程小雷
1 概述
在現(xiàn)代質(zhì)量計量中,砝碼是質(zhì)量量值傳遞的標(biāo)準(zhǔn)量具。依據(jù)JJG99—2006砝碼檢定規(guī)程,本次測量采用雙次替代衡量法,檢定時先把標(biāo)準(zhǔn)砝碼(E2等級砝碼)放在微量天平上讀取數(shù)值mA,取下標(biāo)準(zhǔn)砝碼,再放上被檢砝碼 (F1等級砝碼) 放在微量天平上讀取數(shù)值mB,如不能讀數(shù)相差大加放上小砝碼讀取數(shù)值mw,根據(jù)規(guī)程提供的公式算出被檢砝碼的折算質(zhì)量。
由于受標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備、環(huán)境條件、人員、方法和測量對象等因的影響對測量結(jié)果會引起測量不確定度。下面對E2等砝碼標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度加以完整敘述和分析。
2 建立數(shù)學(xué)模型
采用雙次替代衡量法,建立質(zhì)量比較測量過程的平衡方程式:
式中:
mct—被測砝碼折算質(zhì)量值;
mcr—標(biāo)準(zhǔn)砝碼折算質(zhì)量值;
Vt—被測砝碼的體積;
Vr—標(biāo)準(zhǔn)砝碼的體積;
ra—空氣密度的實測值或當(dāng)?shù)乜諝饷芏鹊钠骄担?/p>
ro—空氣密度的參考值;
mcw—添加小砝碼的折算質(zhì)量值;
DI—從天平上讀取的質(zhì)量差值(不同的衡量方法,DI的含義不同);
mcs—測量天平靈敏度時所添加小砝碼的折算質(zhì)量值;
—由于添加靈敏度小砝碼而引起的天平示值變化
4 不確定度分量的分析與計算
1、列出各種不確定度的來源:
(1)E2等標(biāo)準(zhǔn)砝碼引入的不確定度
(2)空氣浮力修正引入的不確定度
(3)讀數(shù)時引入的不確定度
(4)為使天平平衡添加的標(biāo)準(zhǔn)小砝碼引入的不確定度
2、各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的計算
(1)E2等標(biāo)準(zhǔn)砝碼引入的不確定度
E2等標(biāo)準(zhǔn)砝碼200mg的最大允許誤差 =0.020mg,屬正態(tài)分布,取k=3,
其標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(ms)=0.020/9=0.0022mg
標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u2= c1u(ms)=1×0.0022=0.0022mg
(2)空氣浮力修正引入的不確定度
根據(jù)JJG99-2006 砝碼檢定規(guī)程可知:
查資料得200mg的E2、F1等砝碼誤差分別為±0.020mg與±0.060mg,制造E2、F1等砝碼的奧氏體不銹鋼材料密度為(7.85~7.90)g/cm3;我省空氣密度(1.20±0.03)mg/cm3。實驗室空氣浮力引入極限誤差的估算:
參考文獻(xiàn)
[1] 趙亞軍.天平 砝碼[M].北京:中國計量出版,2010.
[2] 闞小妹.機(jī)械天平原理與調(diào)修[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2013.
[3] JJG99-2006,砝碼檢定規(guī)程[S].國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.