電子秤M1等級噸級砝碼量值比對與不確定度評定
隨著稱重技術(shù)的發(fā)展,不同精度、不同形式的質(zhì)量比較儀不斷出現(xiàn),特別是高精度便攜式大質(zhì)量比較儀的出現(xiàn),使 M 等級噸級大砝碼的現(xiàn)場檢定成為可能。而 M1 等級砝碼是檢校電子秤的主要標準器,這使得 M1 等級標準砝碼的量值準確有著十分重大的意義,因此,保證 M1 等級大砝碼量值準確是非常重要的。
1.引言
隨著稱重技術(shù)的發(fā)展,不同精度、不同形式的質(zhì)量比較儀不斷出現(xiàn),特別是高精度便攜式大質(zhì)量比較儀的出現(xiàn),使 M 等級噸級大砝碼的現(xiàn)場檢定成為可能。
目前各省市許多檢測機構(gòu)已經(jīng)取得 M1 等級 1噸砝碼檢定資質(zhì),并開展此項檢定工作。但是,由于 M1 等級 1 噸砝碼檢定標準裝置多為移動式,頻繁的運輸使用以及惡劣的檢定環(huán)境嚴重影響了計量裝置的穩(wěn)定性。而 M1 等級砝碼是檢校電子秤的主要標準器,這使得 M1 等級標準砝碼的量值準確有著十分重大的意義。因此,保證 M1 等級大砝碼量值準確是非常重要的。
2.量值比對及結(jié)果分析
2.1比對依據(jù)
M1 等級噸級砝碼量值比對應(yīng)依據(jù) JJG 99- 2006《砝碼》 檢定規(guī)程和 JJF 1117- 2010 《計量比對規(guī)范》。
2.2比對方式
M1 等級噸級砝碼的比對應(yīng)由一個技術(shù)能力較強的檢測機構(gòu)作為主導實驗室,且由主導實驗室提供比對樣品,樣品參考值由主導實驗室采用 F1等級大砝碼標準裝置檢測得到,在參比實驗室比對試驗前后分別進行一次試驗,以兩次結(jié)果的平均值為該參比實驗室的參考值,即:
式中:m—參考值,單位 g; m 比對前—比對試驗前主導實驗室檢測結(jié)果,單位 g;
m 比對后—比對試驗后主導實驗室檢測結(jié)果,單位 g。
為提高比對的公正性和安全性,比對應(yīng)采用調(diào)整質(zhì)量塊的方法,即在樣品調(diào)整腔內(nèi)放置不同的質(zhì)量塊,從而改變了樣品的質(zhì)量值。質(zhì)量塊的質(zhì)量值由主導實驗室在 E2 等級克組砝碼標準裝置上獲得。
為盡可能地避免一些不必要的干擾,確保測量結(jié)果的準確、一致,樣品比對采用星狀形式,即每個參比實驗室直接與主導實驗室交接樣品。
2.3比對結(jié)果分析
依據(jù) JJF 1117- 2010 《計量比對規(guī)范》 及 M1 等級大砝碼比對的特點,應(yīng)采用 En 值評估方式。
En 值為各參比實驗室的檢測結(jié)果與參考值的差值與不確定度限之比,不確定度限為參比實驗室測量結(jié)果的擴展不確定度和參考值測量結(jié)果的擴展不確定度的方和根,即:
式中:U (m)j—第 j 組參考值的擴展不確定度,k=2;
U (mji)—第 j 組的第 i 個實驗室測量結(jié)果的擴展不確定度,k=2;
Enji—第 j 組的第 i 個實驗室的 En 值。 En ≤1,參加實驗室的測量結(jié)果與參考值之差在合理的預期之內(nèi),比對結(jié)果滿意。
En >1,參加實驗室的測量結(jié)果與參考值之差沒有達到合理的預期,不滿意。應(yīng)分析原因,需要進行整改。
3.不確定度評定
不確定度評定即是 M1 等級噸級砝碼量值比對的重點也是難點,其對于比對的結(jié)果有重要影響。現(xiàn)以參比實驗室的不確定度評定為例做分析。
3.1數(shù)學模型
式中:mct—被檢砝碼的折算質(zhì)量值;mcr—標準砝碼的折算質(zhì)量值;
I—從天平上讀取的質(zhì)量差值;
ms—測量天平靈敏度時所添加小砝碼的折算質(zhì)量值;
Is—由于添加靈敏度砝碼而引起的天平值變化。
3.2不確定度評定
M1 等級噸級砝碼的不確定度應(yīng)包括以下不確定度分量:
(a) 測量重復性引入的標準不確定度(b) 與標準砝碼有關(guān)的標準不確定度(c) 由衡量儀器引起的不確定度
3.2.1測量重復性引入的標準不確定度 uw (A類):
該分量來源于被檢 1000kg M1 等級的 n 次測量,以重復測量的標準偏差表示,可采用白賽爾公式 (測量次數(shù) n≥6) 或者極差法 (測量次數(shù)n<6) 計算得到標準偏差:
3.2.2 與標準砝碼有關(guān)的標準不確定度 u(m )cr(B 類):
該分量包括標準砝碼的不確定度 (在檢定證書中得到) 和該砝碼的質(zhì)量的不穩(wěn)定性引起的不確定度。
式中:U—標準砝碼的擴展不確定度
砝碼質(zhì)量不穩(wěn)定性引起的不確定度 u (m )可insst cr
以從標準砝碼多次檢定之后的質(zhì)量變化中估計出來。如果標準砝碼是新購置的,其不確定度下式計算。
3.2.3 由衡量儀器引起的不確定度 uba (B 類)(a) 由衡量儀器靈敏度引起的不確定度 us
式中: mc—標準砝碼與被檢砝碼的質(zhì)量差值。
(b) 由衡量儀器分辨力引起的不確定度 ud
該分量來源于衡量儀器的分辨力(實際分度值d),以其區(qū)間半寬為擴展不確定度,按均勻分布,
k=根號3 ,由于是兩次讀數(shù),故該分量可表示為:
擴展不確定度計算
U(mci)=k·u(mct)k=2
4.結(jié)束語
通過比對可以提高檢測機構(gòu)的技術(shù)能力并發(fā)現(xiàn)各實驗室存在的缺陷和不足,從而制定出改進和糾正的措施,為量值傳遞和經(jīng)濟建設(shè)做出更好的服務(wù)。