以F2等級砝碼為例—關于砝碼質量校準結果的不確定度評定

    天平是化學實驗中*的重要稱量儀器，成分的配比是否達到要求關系著產品質量是否，產品質量達到是企業所關心和始終追求的。因此，稱量儀器的計量準確，對于企業產品質量的控制有著舉足輕重的作用。日前，半自動機械加碼電光天平TG328廣泛運用于各行各業，例如醫院、制藥廠，環境監測站、水泥廠及食品企業等 行業。本文依據JJF1059.1- 2012《測量不確 定度評定與表示》技術規范、JJG99- 2006《砝 碼》檢定規程及JJG98- 2006《機械天平》 檢定規程，以使用TG328A 機械天平作為測 量儀器，測量100g F2等級砝碼為例，建立了砝碼的數學模型，對影響質量測量結果的各項不確定度分量行了分析，得出Fz等級砝碼質量測量結果不確定度符合規程的要求，證明了該TG328A機械天平作為測量儀器，測量結果準確可靠。

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

3、不確定度分量的評定
3.1標準砝碼質量m,的標準不確定度u(m,)的評定

標準砝碼質量m,的標準不確定度u (m,)采用B類方法行評定，屬于正態分布，根 據JJG99- 2006《砝碼》 檢定 規程中給出的F等級標準砝碼100g的擴展不確定度極限值 為0.16mg+覆蓋因子k-2, 標準不確定度 u (m) =U/k 0.16mg2 0.08mg,

估計為0.10，由此得出自由度Vms-50.

3.2標準砝碼與被測砝碼之間的差值d的
標準不確定度u (d)的評定
u (d)有3個標準不確定度分量。
①天平測量重復性引起的標準不確定分量1(d):②測天平實際分度值所使用的 標準小砝碼引起的標準不確定度分量u (d);③為了使天平平衡而添加的標準小砝碼引起 的標準不確定分量u (d;)。
1)天平測量重復性引起標準不確定度分 量u (d)
標準不確定度分量u (d) 采用A類方法行評定，屬于正態分布。
本實驗室檢定員在編號為26027 的TG328A機械天平上，在相同的條件下連續測量100gF2
等級砝碼10次，測得以下數據(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:
單次實驗標準差為:
實驗測量中，以兩次測得的折算質量的算術平均值為測量結果，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準小砝碼引 起標準不確定度分量u (d2)
標準不確定度分量u(d2)采用B類方法行評定，屬于正態分布。
測100gF等級砝碼時，在TG328A機械 天平上測其實際分度值，使用了10mg 小砝碼，檢定規程中給出其擴展不確定度極限值為0.02mg.覆蓋因子k-2,標準不確定度分 量0.02m g，覆蓋因子k=2，標準不確定度分量
u (d) -0.02/2-0.01mg
為0.10,由此得出自由度
Vdz-50.

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

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

5、擴展不確定度的評定
根據新的砝碼檢定規程規定，覆蓋因子 k-2, 因此，擴展不確定度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等級砝碼質量測量結果的擴展不 確定度為U= 0.16mg. = 2。

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

8、結論
該100g F2等級砝碼質量測量結果的擴展 不確定度U (m)為0.16mg符合不于J」 G99- 2006 《砝碼》檢定規程所規定的100gFz等級砝碼擴展不確定度的極限值0.5mg的要求，證明了該TG328A機械天平作為測量儀器，測量結果準確可靠。