检定结果的不确定度评定实例.docx
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检定结果的不确定度评定实例
开展砝码检定得不确定度评定
九、检定或校准结果得测量不确定度评定
1评定依据:
JJG992006《砝码》
JJF1059-1999《测量不确定度得评定与表示》
JJF1033-2008《计量标准考核规范》
2环境条件:
室温21、5℃,每4h最大变化0、5℃。
3评定结果:
给出E2等级砝码(1mg-500mg)质量值校准结果得不确定度。
4主要设备
4、1标准器
名称
准确度等级
型号规格
最大允许误差
砝码
E1等级
1mg-500mg
±0、003mg~±0、008mg
4、2主要配套设备
名称
型号规格
最大秤量
实际分度值
电子天平
UMX5
Max=5、1g
0、1µg
5数学模型
式中:
mct被检砝码折算质量值
mcr标准砝码折算质量值
mw添加小砝码得真空质量值
△I从天平上读取得质量差值
ms测量天平灵敏度时所添加小砝码得折算质量值
△Is由于添加灵敏度砝码而引起得天平值变化
6不确定度分量得评定
6、1测量过程得标准不确定度,(A类)
该分量就是质量差值△mc得标准偏差,可通过对E2等级1mg500mg得6次测量结果得评估中得到,采用白塞尔公式:
得到:
表1
标称值(mg)
500
200
100
50
20
10
5
2
1
(mg)
0、00022
0、00017
0、00015
0、00010
0、00010
0、00015
0、00003
0、00004
0、00010
2、2输入量mcr得不确定度
直接比较法就是通过标准砝码与被检砝码进行直接比较,仅用于检定1g砝码。
该分量包括标准砝码得不确定度(在检定证书中得到)与该砝码得质量得不稳定性引起得不
确定度,即:
由于就是新建标准,砝码得质量得不稳定性引起得不确定度来源于标准砝码与E1等级克砝码标准装置半年内三次比对结果,利用极差法,按照下式计算:
合成后,来源于标准砝码得不确定度分量见表2。
表2
标称值(mg)
500
200
100
50
20
10
5
2
1
(mg)
0、00125
0、00101
0、00080
0、00066
0、00052
0、00054
0、00050
0、00052
0、00051
2、4由衡量仪器引起得不确定度
2、4、1由测量衡量仪器引起得不确定度分量
该分量来自于在合理得时间间隔内测量仪器得结果,推荐用于E2等级砝码得检定中,在此可忽略此项分量。
2、4、2由衡量仪器灵敏度引起得不确定度分量
如果衡量仪器在检定时采用灵敏度砝码进行灵敏度检定时,可分析该分量得存在,如果在检定衡量仪器时未进行则可不进行该分量得分析与评定。
本装置所用得衡量仪器多为电子天平或质量比较仪,在检定上述仪器时未用灵敏度砝码进行检定,故该项分量可不做分析评定。
2、4、3由衡量仪器显示分辨力引起得不确定度分量
该分量来源于衡量仪器得分辨力(实际分度值d),以其区间半宽为扩展不确定度,按均匀分布,k=,由于就是两人检定,取平均值计算结果,故该分量可表示为:
=0、00041
2、4、4由衡量仪器偏载误差引起得不确定度分量
如果衡量仪器得偏载误差就是已知得,应进行该分量得评估,但就是大多数情况偏载误差分量被重复性误差得A类分量所覆盖,可忽略。
2、4、4由衡量仪器引起得不确定度得合成
由衡量仪器引起得不确定度:
=0、00041
3、不确定度得合成
4、扩展不确定度
扩展不确定度
5、不确定度汇总
标称值
(mg)
标准不确定度u
(mg)
扩展不确定度U
(mg)
500
0、0013
0、0026
200
0、0010
0、0020
100
0、00082
0、0017
50
0、00067
0、0013
20
0、00053
0、0011
10
0、00056
0、0011
5
0、00050
0、0010
2
0、00053
0、0011
1
0、00053
0、0011
开展砝码、天平检定得不确定度评定
九、检定或校准结果得测量不确定度评定
由于该装置用于砝码得量值传递与电子天平得检定,故分别给出砝码与电子天平得检定(或校准)结果得不确定度。
(一)检定(或校准)砝码得测量不确定度
评定依据:
JJG992006《砝码》
JJF1059-1999《测量不确定度得评定与表示》
JJF1033-2008《计量标准考核规范》
环境条件:
室温21、5℃,每4h最大变化0、5℃。
评定结果:
给出F1等级砝码(1g-500g)质量值校准结果得不确定度。
标准器:
名称
准确度等级
型号规格
砝码
E2等级
(1-500)g
主要配套设备:
名称
型号规格
最大秤量
实际分度值
比较器
XP56C
Max=52g
0、001mg
质量比较器
AT1005
Max=1kg
0、01mg
电子天平
AT21
Max=22g
0、001mg
电子天平
MC210S
Max=210g
0、01mg
精密天平
2SG1kg1
Max=1kg
0、2mg
数学模型:
式中:
mct被检砝码得折算质量值
mcr标准砝码得折算质量值
Vt被检砝码得体积
Vr被检砝码得体积
ρa-空气密度得实测值
ρo-空气密度得参考值,等于1、2kg/m3
mw添加小砝码得真空质量值
△I从天平上读取得质量差值
ms测量天平灵敏度时所添加小砝码得折算质量值
△Is由于添加灵敏度砝码而引起得天平值变化
2、不确定度分量得评定
2、1测量过程得标准不确定度(A类)
该分量就是质量差值△mc得标准偏差,可通过对F1等级(1500)g得6次测量结果得评估中得到,采用利用百塞尔公式得到,见表1:
表1
标称值(g)
500
200
100
50
20
10
5
2
1
(mg)
0、0308
0、00643
0、00566
0、00594
0、00252
0、00132
0、00171
0、000727
0、000271
2、2与标准砝码有关得不确定度分量(B类)
直接比较法就是通过标准砝码与被检砝码进行直接比较。
该分量包括标准砝码得不确定度(在检定证书中得到)与该砝码得质量得不稳定性引起得不确定度。
砝码得质量得不稳定性引起得不确定度可以从标准砝码多次检定之后得质量变化中估计出来,利用百塞尔公式,从连续六年得质量值得到。
利用公式得到各砝码得,见表2。
表2
标称值(g)
500
200
100
50
20
10
5
2
1
(mg)
0、136
0、0940
0、0361
0、0222
0、0158
0、0140
0、00946
0、00651
0、00515
2、3空气浮力修正引入得不确定度分量(B类)
对于M等级得砝码空气浮力引入得不确定度分量可忽略。
该分量就是由空气浮力修正引入得,如果空气浮力修正忽略,浮力影响得不确定度贡献就不能被忽略,且考虑其中。
数学模型中得就是空气浮力修正分量,其方差传递公式为:
为上一级标准砝码得体积。
2、3、1空气密度得不确定度分量
采用当地得平均空气密度,其空气密度得不确定度可估算为:
2、3、2体积测量不确定度分量u(Vtest)与u(Vref)
u(Vref)可从检定证书上获得,或查规程表13由u(ρa)导出,或宣贯材料表8-6。
u(Vtest)可根据砝码得材料密度或根据国际建议得要求来计算。
2、3、3由空气密度引起得不确定度合成
通过方差传递公式计算空气密度得不确定度分量,见表3。
表3
标称值(g)
500
200
100
50
20
10
5
2
1
(mg)
0、101
0、0394
0、0358
0、0191
0、00770
0、00304
0、0015
0、000896
0、000292
2、4由衡量仪器引起得不确定度(B类)
2、4、1由衡量仪器灵敏度引起得不确定度
2、4、2由衡量仪器分辨力引起得不确定度
或
2、4、3由衡量仪器引起得不确定度得合成
由于检测结果就是由两人检定结果得平均值,故应乘因子,故:
由此得出由衡量仪器引起得不确定度见表4。
表4
标称值(g)
500
200
100
50
20
10
5
2
1
(mg)
0、00289
0、00289
0、00289
0、000289
0、000289
0、000289
0、000289
0、000289
0、000289
3、不确定度得合成
4、扩展不确定度
扩展不确定度=k*k=2
5、不确定度汇总表
砝码得不确定度评定汇总表
序号
不确定度名称
类型
符号
系数
1
测量过程得标准不确定度
A
1
2
与标准砝码有关得不确定度分量
B
1
3
空气密度得不确定度分量
B
1
4
由衡量仪器引起得不确定度
B
1
4、1
由衡量仪器灵敏度引起得不确定度
B
/
4、2
由衡量仪器分辨力引起得不确定度
B
/
5
合成标准不确定度
/
/
6
扩展不确定度
/
/
合成不确定度
标称质量(g)
500
200
100
50
20
10
5
2
1
(mg)
0、17
0、102
0、051
0、030
0、018
0、014
0、010
0、0066
0、0052
(mg)
0、34
0、20
0、102
0、060
0、036
0、029
0、019
0、013
0、010
(二)检定(或校准)电子天平得测量不确定度
检定依据:
JJG10362008《电子天平》。
检定环境:
10℃~40℃,温度恒定;
检定过程:
用标准砝码直接加载与卸载得方法分别对电子天平得偏载误差、最大允许误差、重复性误差等性能进行检测。
标准器:
砝码类别
等级
标称质量
质量允差±(mg)
不确定度(mg)
标准砝码mB
E2等
1g500g
0、030、8
0、010、24
1、示值误差校准得数学模型
式中:
mB:
标准砝码折算质量值(g);
P:
天平示值(g)
△E:
示值误差(g)
方差传递公式为:
灵敏系数:
2天平得不确定度评定
2、1、由重复性误差引起得不确定度
天平测量重复性就是属于A类标准不确定度,在相同条件下连续测得6组天平零点与最大秤量得天平示值。
分别得到6个示值重复性数值。
假设该误差呈正态分布,根据Bessel公式计算:
2、1输入量mB得标准不确定度u(mB)
输入量mB为检测天平所用得标准砝码得折算质量值,根据规程可知,可得输入量mB得标准不确定度评定如下:
u(mB)=U/k
2、3输入量P得标准不确定度u(P)
输入量P就是与衡量仪器(天平)有关得量,同u(Imax)或u(I中心),即:
u(P)=u(I中心)=u(Imax)
3合成标准不确定度
将计算得各不确定度分量及灵敏系数代入,得:
4合成标准不确定度
天平示值误差校准得扩展不确定度U(△E)=k、u(△E)k=2
重力式自动装料衡器测量结果得不确定度评估
1、概述
以一台水泥包装秤为例。
1、1、测量依据:
JJG5642002《重力式自动装料衡器(定量自动衡器)》
1、2、计量标准:
主要计量标准设备为M1等级标准砝码,测量范围(5~20)kg、100mg~2kg。
表1、实验室得计量标准器与配套设备
序号
设备名称
技术性能
1
标准砝码
测量范围:
(5~20)kg、100mg~2kg
M1等级
2
电子台秤
测量范围:
(0~60)kg
分度值:
20g
1、3被测对象:
名称
分度值(g)
最大秤量(kg)
包装袋数
准确度等级
水泥包装秤
50
50
20包
X
(1)级
1、4测量方法:
先记录下自动装料衡器指示该装料得预设值,然后将每一个装料质量在控制衡器或者控制装置上进行称量,控制衡器(控制装置)得示值作为该装料得约定真值。
2、与装料误差有关得不确定度u(△E)
数学模型:
其中:
式中:
Mi-第i次装料质量;
-装料平均值;
△mi-第i次称量时得附加砝码。
不确定度传播率:
式中:
2、1不确定度分量得评定
2、1、1与装料质量有关得不确定分量u(M)
2、1、1、1由控制衡器分辨率引起得不确定度u1(M)
控制衡器得分度值就是20g,由于采用了闪变点法,其分辨率到0、1d,则:
2、1、1、2与控制示值有关得不确定度分量u2(M)
该分量与控制衡器在该称量点得最大允许误差有关,已知在该称量点得最大允许误差就是30g,服从均匀分布,得:
2、1、1、3与装料质量有关得不确定分量得合成
=17、3g
2、1、2与装料平均值有关得不确定度
数学模型:
由于称量就是在同一控制衡器上进行得,u(Mi)就是相同得,故:
=3、88g
2、2与装料误差有关得不确定度u(△E)
=0、0355%
3、与确定准确度等级之一有关得不确定度
数学模型:
式中:
md最大实际偏差;
mpdiX
(1)级最大允许偏差。
不确定度传播率:
式中:
3、1不确定度分量得评定
3、1、1与装料质量有关得不确定分量u(M)
同上。
3、1、2与装料平均值有关得不确定度
同上。
3、2、与确定准确度等级之一有关得不确定度得合成
=0、05
4、确定准确度等级之二有关得不确定度
数学模型:
式中:
se预设值误差;
mpseiX
(1)级最大允许预设值误差;
不确定度传播率:
式中:
4、1不确定度分量得评定
与装料平均值有关得不确定度,
由于称量就是在同一控制衡器上进行得,u(Mi)就是相同得,故:
=3、88g
4、2、与确定准确度等级之二有关得不确定度得合成
不确定度评定汇总表
不确定度来源
符号
不确定度分量
ci
合成标准不确定度
扩展不确定度
1)与装料误差有关得不确定度u(△E)
由控制衡器分辨率引起得不确定度
u1(M)
0、58g
0、00002
0、036%
0、072%
与控制示值有关得不确定度分量
u2(M)
17、3g
0、00002
与装料平均值有关得不确定度
/
3、88g
0、00002
2)与确定准确度等级之一有关得不确定度
由控制衡器分辨率引起得不确定度
u1(M)
0、58g
0、0029
0、051
0、10
与控制示值有关得不确定度分量
u2(M)
17、3g
0、0029
与装料平均值有关得不确定度
/
3、88g
0、0029
3)与确定准确度等级之一有关得不确定度
与装料平均值有关得不确定度
/
3、88g
0、0029
0、031
0、062
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