f2等级砝码质量允差
F2等级砝码测量结果的不确定度评定
F2等级砝码测量结果的不确定度评定发布时间：2021-04-02T14:12:27.247Z 来源：《科学与技术》2020年第31期作者：薛仲林[导读] 砝码是质量量值传递的基础，是保证国计民生和社会发展的重要的基础。
薛仲林天津市产品质量监督检测技术研究院检测技术研究中心天津市河北区 300222摘要：砝码是质量量值传递的基础，是保证国计民生和社会发展的重要的基础。
近年来，计量技术机构和行业计量站的质量计量，专业方法、数据处理、空气浮力修正对砝码不确定度影响做了分析和研究。
文章介绍了砝码测量结果不确定度分析方法,并以不同量级的砝码为例说明分析过程,最后对分析的结果进行评价。
关键词：F2等级砝码、不确定度评定1 引言2019年5月20日，国际计量大会普朗克常数(符号是h)作为新标准来重新定义千克，来替代国际千克原器，标志着质量的量值传递向前迈了新台阶。
保证砝码的测量结果准确度，是保证国计民生和社会发展的重要的基础。
1.1测量依据： JJG99-2006《砝码检定规程》。
1.2测量对象：被测量对象为F2级及以下砝码。
1.3环境条件：温度 18.0℃，相对湿度 45 %。
用无水酒精清洗砝码，静置24小时。
1.4测量标准：F1等级克组砝码标准装置1.5 测量过程：采用直接比较法，用ABBA测量方法，并记录数据，共测量3次。
2 数学模型：4.2标准砝码引入的不确定度分量：根据规程可知 100g砝码的最大允许误差为0.16 mg，100g砝码不确定度为0.053mg，一般取 3故标准砝码不确定度ucr为：以此为依据类推到从20g到1kg的测量不确定度。
如下表所示：测量仪器名称校准参量规范代号（含年号）名称测量范围扩展不确定度（校准和测量能力，k=2）砝码质量 JJG99-2006《砝码检定规程》 1kg U=0.5mg 500g U=0.3mg200g U=0.2mg100g U=0.1mg50g U=0.1mg20g U=0.1mg参考文献1 JJG99-2006《砝码检定规程》中国计量出版社 20062 JJF1059-2017测量不确定度评定与表示中国计量出版社 20063 JJG1036-2008《电子天平检定规程》中国计量出版社 2006。
砝码检定的实例
砝码检定的实例例：XXX按周检计划送一个F2等级200g的砝码到省计量所检定。
1 确定检定项目P13 表8由于厦门所送检的F2等级的200g砝码属随后检定，按表8要求，F等级的砝码随后检定只检表面粗糙度和折算质量，而且无需进行空气浮力修正。
2 确定检定的人次和循环方法根据本规程P22表16可知，F2等级砝码只需一个检定即可，采用ABBA测量循环。
注：砝码检定的次数与后面衡量仪器选择时的不确定度分析与最后砝码检定结果的不确定度评定有关。
3 标准砝码的选择根据JJG 2053-2006质量计量检定系统表和JJG99-2006砝码计量检定规程P14 7.2.3条“标准砝码至少应比被检定砝码高一准确度等级，其质量扩展不确定度应不大于被检砝码质量最大允许误差的九分之一”，计量标准选择F1等级的带修正值的砝码。
原因有二：a.F1等级砝码比F2等级砝码高一等级，且符合JJG 2053-2006质量计量检定系统表量传要求。
b.查JJG99-2006砝码计量检定规程和表1和P4之5.2条得知200gF1等级砝码的扩展不确定度U=0.3mg，200gF2等级砝码的质量允差I MPE I=3.0mg，U/I MPE I=0.3mg/3.0mg=1/10。
4 衡量仪器的选择根据JJG99-2006砝码计量检定规程P14之7.2.3条“如果被检砝码进行空气浮力修正，衡量仪器其合成标准不确定度（即重复性、灵敏度、分辨力、偏载等的合成）应不得超过被检砝码质量最大允许误差绝对值的六分之一；如果被检砝码不进行空气浮力修正，则合成标准不确定度不得超过被检砝码质量最大允许误差绝对值的九分之一”的规定，由于本次检定未进行空气浮力修正，因而衡量仪器其合成标准不确定度应不大于被检砝码质量最大允许误差绝对值的九分之一。
200gF2等级砝码的质量允差I MPE I=3.0mg，其九分之一值为0.33mg。
在合成衡量仪器标准不确定度的各分量中，最大的一项分量应是“重复性”，因而我们首先应选择重复性不大于0.33mg的天平。
500gF2等砝码不确定度
(4)
5. 标准不确定度评定
5.1 测量不确定度来源
5.1.1 500g二等标准砝码质量 s的不确定 二等标准砝码质量m 二等标准砝码质量 度来源主要包括： 度来源主要包括： a) 校准引入的标准不确定度 B1(ms)； 校准引入的标准不确定度u ； b) 标准砝码的年漂移引入的标准不确定 度uB2(ms)。 。
u 4 ( ms ) 0.4364 = = 68 νs = 4 4 4 4 uB1 ( ms ) uB 2 ( ms ) 0.40 0.173 + + 50 50 ν s1 ν s2
（9） ）
5.3
标准不确定度u(d)评定 评定 标准不确定度
5.3.1 天平测量重复性引入的标准不确定度 A(d) 天平测量重复性引入的标准不确定度u
U m1 0.02 uB1 (d ) = mg = 0.0067mg = km1 3
(12)
5.3.3 使天平平衡而添加 使天平平衡而添加10mg标准砝码引 标准砝码引 入的标准不确定度u 入的标准不确定度 B2(d)
5.1 测量不确定度来源 续) 测量不确定度来源(续
5.1.2 被测砝码与标准砝码之间的质量差 被测砝码与标准砝码之间的质量差d 引入的测量不确定度主要包括： 引入的测量不确定度主要包括： a) 天平测量重复性引入的标准不确定度 A(d)； 天平测量重复性引入的标准不确定度u ； b) 标定天平分度值时，由5mg标准砝码引入的 标定天平分度值时， 标准砝码引入的 标准不确定度u 标准不确定度 B1(d)； ； c) 为使天平平衡而添加 为使天平平衡而添加10mg标准砝码引入的 标准砝码引入的 标准不确定度u 。 标准不确定度 B2(d)。 5.1.3 因为天平分度在校准时进行实时标定，所 因为天平分度在校准时进行实时标定， 以空气浮力影响误差和偏心度和磁效应的 影响误差引入的不确定度可以忽略不计。 影响误差引入的不确定度可以忽略不计。
F2等级砝码技术报告
F2等级砝码技术报告
1.引言
1.1砝码技术的背景
砝码技术是测量和校准的重要组成部分。
在工业、科学实验和质量控
制等领域中，准确的测量是非常重要的。
为了确保测量的准确性和一致性，砝码技术被广泛应用。
1.2报告目的
本报告旨在介绍F2等级砝码技术，包括其定义、制造工艺、性能特
点以及在测量和校准中的应用。
2.定义
2.1F2等级砝码的定义
2.2F2等级砝码的规格
3.制造工艺
3.1材料选择
3.2制造工艺
F2等级砝码的制造过程主要包括锻造、车削、磨削和精加工等工艺。
首先，将选定的不锈钢材料进行锻造成砝码的初形，然后通过车削和磨削
工艺进行加工和精益求精。
最后，对砝码进行表面处理和精加工，以确保
其满足规定的精度和外观要求。
4.性能特点
4.1高精度
4.2良好的稳定性
4.3良好的耐腐蚀性
5.应用领域
5.1实验室测量
5.2质量控制
5.3科学研究
6.结论
F2等级砝码是一种精密测量设备，其制造过程和特点决定了其在测量和校准中的重要性。
F2等级砝码具有高精度、良好的稳定性和耐腐蚀性，广泛应用于实验室、质量控制和科学研究等领域中。
通过使用F2等级砝码可以确保测量结果的准确性和一致性，提高产品质量和科学研究的可靠性。
以F2等级砝码折算质量测量结果的-2013
以F2等级砝码折算质量测量结果的不确定度评定一、测量依据:JJG99-2006砝码检定规程.二、测量方法依据JJG99-2006砝码检定规程,在量程为0～200g和0～20g 分度值e=0.1mg和e=0.01mg的机械天平(TG328B和TG332A)上采用ABA循环称量法.下面以测量砝码100g﹑50g﹑20g﹑500mg为例进行分析.三、数学模型m=m+d式中: m -F等级砝码的质量值m-E等级砝码的折算质量值d-被测砝码示值与标准砝码两次示值的平均值之差值四、不确定度分析1. E等级标准砝码引入的标准不确定度u(m)采用B类方法评定。
依据JJG99-2600中给出的E等级标准砝码100g﹑50g﹑20g﹑500mg 的扩展不确定度分别为0.05mg﹑0.03mg﹑0.025mg及0.008mg 其中=2,则标准不确定度为u(m)=0.05mg/2=0.025mg u(m)=0.03mg/2=0.015mgu(m) =0.025mg/2=0.0125mg u(m)=0.008mg/2=0.004mg2.差值d的标准不确定度u(d)的评定u(d)是测量过程中衡量仪器引起的不确定度，主要由3个标准不确定度分量构成:天平测量重复性引起的标准不确定度分量u(d)；衡量仪器分度值引起的不确定度u(d)；由不等臂性引起的不确定度分量u(d)。
(1)天平测量重复性引起的标准不不确定度分量u(d)可以通过连续测量得到测量列，采用Ａ类方法进行评定。
本实验以100g砝码在天平上重复性条件下连续测量10次得到，得到测量列为0.20、0.21、0.20、0.20、0.20、0.22、0.20、0.20、0.20、0.21.单次实验标准偏差s ==0.007mgu(d)= s/=0.0022mg同理得出50g u(d)=0.004 mg 20g u(d)=0.0015mg500mg u(d)=0.0005mg(2)由衡量仪器引起的不确定度u(d)本测量仪器是标尺分度值e的机械式衡量仪器，由分辨率引起的不确定度分度值e=0.1mg的天平检定时u(d)= d/5/=0.016mg分度值e=0.01mg天平上检定时u(d)= d/5/=0.0016 mg(3)由不等臂性引起的不确定度在测量过程中由重复性引起的不确定度所覆盖，按满足规程规定的砝码，磁性引起的不确定度可忽略不计.(4)标准不确定度u(d)的计算100g u(d)==0.016mg50g u(d)==0.016mg20g u(d)==0.0021mg500mg u(d)==0.0016mg3.由空气浮力引起的不确定度，由于标准砝码被检砝码的体积接近可忽略.五、合成标准不确定度标准砝码m和d彼此独立互不相关，所以合成标准不确定度u为100g u（m）==0.0297mg50g u（m）==0.0219mg20g u（m）==0.0127mg500mg u（m）==0.0043mg六、扩展不确定度100g U=k u=20.0297=0.06mg50g U=k u=20.0219=0.04mg20g U=k u=20.0127=0.03mg500mg U=k u=20.0043=0.01mg。
F2等级砝码折算质量修正值的不确定度评定
式中： Ｕ ｉ ｎ ｓ ｔ （ 厂一 标准砝码质量的不稳定性引起的不 确定度 ；
—
１ ． ５ 测量方法 ： 采用 Ａ Ｂ Ｂ Ａ循环 的方法， 将 被测砝码用 天平一对一与相 同标称值 的标准砝码 比较 ， 得到被测砝 码与标准砝码 之间的差值 ｄ 。则标 准砝码 的折算质量 ｍ 加 上被 测砝 码 与标 准 砝 码 之 间 的差 值 ｄ为 被 测砝 码
的折算 质量 ｍ。每 次重 复 测 量 ２次 ， 取 ２次 测 量 的算 术 平 均 值作 为 被测砝 码 的测量 结果 。
２ 测 量模 型
ｍ ＝ｒ ｒ ｔ ｃ ｒ＋ｄ
扩展 不确 定度 （ 根 据 规程 估 计 值 为 １ ／ ３｝
Ｍ Ｐ Ｅ ｆ ） 。
因为相应的标准砝码只有 四个检定周期 ， 相应 的标 准砝码质量的不稳定性引起的不确定度 Ｕ ｉ ｎ ｓ ｔ （ ） 可根据
Ｍ ｄ：
２ ０ ０ ｇ：
［ ０ ． ３ —０ ． ０ ０ １ ／ （ ２ ． ０ ６× ） ＝０ ． ０ ７ ３ ｍ ｇ
＝
×
：０． Ｏ ０ ５ ｍｇ
ｕ（
√ （ 詈 ）
２
， ）
／ ＿ 『
不 确定 度 ｕ Ｄ
册 ｚ ８ ２ 嘴
此时 ， 电子天平 的分 辨 力是 ０ ． １ ｍ ｇ ， 考 虑 其 引 入 的 不 确定 度是 均匀分 布 ， ＝ ， 则
收稿 日期 ： ２ ０ １ ４—０ ２—１ ７
ｍ。 ＝ ２ ０ ０ｇ：
李晓 霞： Ｆ ２ 等级砝码折算质量修正值 的不确定度译 定
Ｕ ｉ ￣ ｔ （ ） ＝【 ｍ（ 一） 一ｍ （ ｉ ） ］ ／ （ ２ ． ０ ６ × ）
F2级砝码折算质量测量结果的不确定度评定
２０ ０ ｇ砝码 ：（ ｕ ｍ ）＝Ｕ ｋ＝ ．／ Ｏ １ ｇ ／ Ｏ３ ３＝ ．ｉ ｎ ５０ 砝码 ： ｍ ）＝Ｕ ｋ＝ ．８３＝ ．２ ｒ ０ｍｇ ｕ（ ／ Ｏ０ ／ Ｏ ０７ ｇ ａ
１５ 测量 过程 ．
估计 Ａ （ ／ （ ＝ ．０ 则 自由度 ＝ ０ ｕ ｍ ）ｕ ｍ ） ０ １ ， ５。 估计 Ａ ｍ ）ｕ（ ＝ ．０ 则 自由度 ｕ（ ／ ｍ ） Ｏ １ ， ： ０ ５。
＝
３ 标 准不确 定 度分量 的计算
３。
二等 Ｆ 级标准砝码（０ ｍ ） 由Ｊ ９ — ０６ 砝码 ５０ ｇ ， Ｊ ９ ２０ （ Ｇ
检定规程》 给出其扩展不确定度 ｕ为 ００ ｍ ， ．８ ｇ包含 因子
ｋ＝３。
３ １ 输入量 ｍ ． 的标准不确定度 ｕ ｍ ） （ 的评定 输入量 ｍ 的标准不确定度 ｕ ｍ ） （ 的评定采用 Ｂ类 方法进行评定。 ‘
２０ （ ｏ６ 砝码检定规程》 中的 Ａ Ａ单次 比较测量的循环方 Ｂ 法， 使用机 械式衡 量仪器 （ Ｇ ２Ａ） 根据 Ｊ ９ ２０ Ｔ ３８ ， Ｊ ９— ０６ Ｇ 《 砝码检定规程》 规定 ，２级砝码 的测量循环 为一次 ， Ｆ 只 需一名检定员进行检定。将二等标准砝码直接一对一测
３２ 测量重复性引起的标准不确定度 ｕ 厶） ／（ ． （ 及 ／ 厶） ， 的评定 ｕ 厶 ） ｕ（ 的评定 可 通过 连 续测 量 得到 的测量 （ 及 厶） 列， 采用 Ａ类方法进行评定 。 ２０ 砝码 ： ０ｇ 对两个相同标称值砝码质量差重复测量 １ ， 到测量 列为 Ｏ次 得
本文是对贵州省计量测试院组织的全省砝码传递 比 对试验所送达 的 Ｆ 砝码 （０ ｇ ５０ ｇ ２ ２０ 及 ０ ｒ 各一个 ） ａ 进行 的 评定 。本所检定砝码 Ｆ 级砝码 由贵州省计 量测试 院检 １ 定， 其修正值分别为 ００ ｇ － ．１ ｇ ．ｍ 及 ００ ｍ 。 １ 概述 １ １ 测量依据 ．
二等克组砝码不确定度
F 2等级砝码质量值测量结果的不确定度评定1.概述1.1测量依据：JJG99--2006《砝码》检定规程。
1.2环境条件：常温下，温度每4h 最大变化3.50C,相对湿度30%～70%每4h 最大变化15%。
1.3测量标准：F 1等级砝码，测量范围1mg ～200g ，JJG99--2006《砝码》检定规程中给出扩展不确定度U 为0.006-0.3mg ，包含因子k =2。
1.4被测对象：F 2等级砝码，测量范围1mg ～200g 。
1.5测量过程F 2等级砝码的测量是采用ABA 称量法.使用天平,将F 1等级标准砝码直接一对一测量同标准质量的F 2等级砝码,可得到标准砝码与被测砝码之间差值，将两人测得被测差值的算术平均值加上F 1等级标准砝码的质量值作为F 2等级砝码的测量结果。
2.数学模型测量的数学模型：s m m d =+式中：m ─ F 2等级砝码的折算质量值s m ─F 1等级标准砝码的折算质量值d ─ 被测砝码与标准砝码的质量差值3.输入量m s 的标准不确定度输入量m s 的标准不确定度采用B 类方法进行评定。
取200g 为例评定3.1、标准砝码cr m 的标准不确定度)(cr m u标准不确定度采用B 类方法进行评定。
根据JJG99－2006《砝码检定规程》，F 1等级的标准砝码200g 的扩展不确定度不大于0.3mg,包含因子k =2，则标准不确定度为：==23.0)(m u 0.15mg 标准砝码的质量不稳定性引起的不确定度为inst u ，根据以往6个检定周期中的检定证书数据在200g 点，是+0.6；+0.6;+0.4；+0.6；+0.4；+0.02，由贝塞尔公式得出inst u =0.23 mg ，在50g 点，inst u =0.1 mg ，在10g 点，inst u =0.03 mg由此得出：在200g 点=+=)()()(22cr instcr m u m u m u 0.28mg 在50g 点=+=)()()(22cr instcr m u m u m u 0.11mg 在10g 点=+=)()()(22cr instcr m u m u m u 0.04mg 3.2测量过程的标准不确定度u w 的评定：采用连续测量得到测量列，采用A 类方法进行评定200g 砝码在200g 天平上在重复性条件下连续测量200g 砝码10次，获得被测砝码与标准砝码的质量差值如下：0.0004； 0.0003； 0.0005； 0.0005； 0.0005； 0.0006； 0.0006 0.0005；0.0006； 0.0006；计算出平均值和单次测量标准差∑==ni Xi n X 11=0.0005g实验标准差为：∑=--=ni i n X X s 121)(=0.000094g=0.094mg 不确定度：03.010094.0===n s u mg 3.3测量时空气浮力修正不确定度，即b u空气浮力修正的不确定度小于该砝码最大允许误差的九分之一。
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f2等级砝码质量允差
F2等级砝码是质量计量器具中的一种，其质量允差是指允许的质量误差范围。
根据JJG99-2006砝码检定规程，F2等级砝码质量允差通常由以下几个部分组成：
- 标准砝码引入的标准不确定度：采用B类方法评定。
依据JJG99-2006中给出的E等级标准砝码100g、50g、20g、500mg的扩展不确定度分别为0.05mg、0.03mg、0.025mg及0.008mg，其中k=2，则标准不确定度为u(m)=0.05mg/2=0.025mg、
u(m)=0.03mg/2=0.015mg、u(m)=0.025mg/2=0.0125mg、
u(m)=0.008mg/2=0.004mg。
- 差值d的标准不确定度：主要由3个标准不确定度分量构成，即天平测量重复性引起的标准不确定度分量u(d)、衡量仪器分度值引起的不确定度u(d)、由不等臂性引起的不确定度分量u(d)。
实际应用中，需要根据具体的检测需求和环境条件来确定F2等级砝码的质量允差范围。