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500kg-2000kgF1等級(jí)砝碼標(biāo)準(zhǔn)裝置的研究分析介紹：

1 概述

*軌道衡計(jì)量*是*質(zhì)量*檢驗(yàn)檢疫總*授權(quán)的*法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)，承擔(dān)全國(guó)自動(dòng)軌道衡、靜態(tài)稱量軌道衡的檢定以及新產(chǎn)品型式評(píng)價(jià)。為了保證全國(guó)軌道衡的量值*統(tǒng)*，需要建立500kg～2000kgF1等級(jí)砝碼標(biāo)準(zhǔn)裝置（以下簡(jiǎn)稱“標(biāo)準(zhǔn)裝置”），滿足檢定500kg～2000kgF2等級(jí)砝碼的要求。因此標(biāo)準(zhǔn)裝置的擴(kuò)展不確定度要小于等于500kg～2000kgF2等級(jí)相同標(biāo)稱質(zhì)量砝碼*大允許誤差*值的1/3。標(biāo)準(zhǔn)裝置的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器由4塊500kgF1等級(jí)砝碼組成，該砝碼可溯源到25塊20kgE2等級(jí)砝碼，20kgE2等級(jí)砝碼可溯源到*計(jì)量**的E1等級(jí)砝碼。

2 標(biāo)準(zhǔn)裝置的組成及測(cè)量條件

2.1 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器標(biāo)準(zhǔn)裝置的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器由4塊500kgF1等級(jí)砝碼組成，每塊砝碼*大允許誤差為±2.5g，砝碼材料是不銹鋼。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器可分別組合成500kg，1000kg和2000kg不同的標(biāo)稱質(zhì)量來(lái)使用，每塊砝碼有各自的修正值，組合使用砝碼時(shí)就要將它們各自的修正值進(jìn)行累加，以得到組合后的修正值。

2.2 天平檢定砝碼使用的天平為500kg～3000kgI4級(jí)電磁天平，其計(jì)量性能指標(biāo)見(jiàn)表1。

2.3 測(cè)量對(duì)象測(cè)量對(duì)象為500kg，1000kg和2000kgF2等級(jí)砝碼，砝碼*大允許誤差分別為±8g，±16g和±30g，砝碼材料為不銹鋼。

2.4 測(cè)量依據(jù)測(cè)量依據(jù)是JJG99—2006《砝碼》。

2.5 測(cè)量方法砝碼的測(cè)量方法為替代衡量法，采用ABA循環(huán)，A表示標(biāo)準(zhǔn)砝碼，B表示被檢砝碼。

2.6 環(huán)境條件

1. 砝碼的檢定應(yīng)在穩(wěn)定的環(huán)境狀況下，砝碼的溫度接近室溫。
2. 檢定時(shí)，溫度變化為每4h*大變化3.5℃。
3. 相對(duì)濕度范圍為30%～70%。
4. 相對(duì)濕度變化每4h*大變化15%。

3數(shù)學(xué)模型

500kg～2000kgF1等級(jí)砝碼標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)量的模型為mmtr=+Dm。（1）式（1）中，mt為F2等級(jí)被測(cè)砝碼的折算質(zhì)量值，kg；mr為F1等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)砝碼的折算質(zhì)量值，kg；Dm為被測(cè)砝碼與標(biāo)準(zhǔn)砝碼的平均質(zhì)量差值，kg。

4不確定度評(píng)定

500kg～2000kgF1等級(jí)砝碼標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來(lái)源為Dm的標(biāo)準(zhǔn)不確定度、標(biāo)準(zhǔn)砝碼的標(biāo)準(zhǔn)不確定度以及與天平有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度?，F(xiàn)以檢定500kgF2等級(jí)砝碼為例，進(jìn)行不確定度分量的評(píng)定。

4.1Dm的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.1.1衡量過(guò)程中的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uw（Dm）衡量過(guò)程中的不確定度來(lái)自天平的重復(fù)性誤差，這類不確定度可通過(guò)天平的示值重復(fù)性得到。因?yàn)樘炱降臋z定分度值為0.5g，取示值重復(fù)性為0.5g，則uw（Dm）=1/3×0.5≈0.167（g）。

4.1.2空氣浮力修正引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度因標(biāo)準(zhǔn)砝碼與被檢砝碼的材料都為不銹鋼，材料密度相同，因此在對(duì)其測(cè)量的不確定度內(nèi)不考慮因空氣浮力修正引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

4.2標(biāo)準(zhǔn)砝碼引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（mr）

4.2.1標(biāo)準(zhǔn)砝碼檢定時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u0（mr）500kgF1等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)砝碼的質(zhì)量允差δ（mr）為±2.5g，依據(jù)JJG99—2006《砝碼》，覆蓋因子取2，擴(kuò)展不確定度可取為│δ（mr）│/3。*以標(biāo)準(zhǔn)不確定度u0（mr）為│δ（mr）│/6。

4.2.2標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量不穩(wěn)定性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量uinst（mr）依據(jù)《砝碼》檢定規(guī)程的要求，砝碼質(zhì)量的不穩(wěn)定性，可參考砝碼相鄰2個(gè)檢定周期的檢定結(jié)果之差不得超過(guò)該砝碼*大允許誤差的1/3來(lái)確定。砝碼質(zhì)量不穩(wěn)定性引入的不確定度為()(max)(min)./ummm2323253instrrr=-=≈0.241（g）。

4.2.3標(biāo)準(zhǔn)砝碼引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（mr）標(biāo)準(zhǔn)砝碼引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為()()()()()()umumummum6instinstrrrrr022d22=+=+≈0.481（g）。

4.3與天平有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uba（mt）

4.3.1由天平分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量ud（mt）檢定使用的天平是數(shù)字顯示電磁天平，實(shí)際分度值d為0.05g，估讀d/2，按均勻分布，由分辨力帶來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為ud（mt）=(/)d32#2≈0.020（g），因子2來(lái)自2次讀數(shù)，*次為標(biāo)準(zhǔn)砝碼，另*次為被檢砝碼。

4.3.2衡量?jī)x器（天平）靈敏度引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量us（mt）衡量?jī)x器在檢定時(shí)采用靈敏度砝碼ms，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u（ms），則由衡量?jī)x器靈敏度引起的不確定度為()()()()()umm[]mumIuIm3mssssss22222t$TTT.Td=+天平。（2）式（2）中，Dm為被測(cè)砝碼與標(biāo)準(zhǔn)砝碼的平均質(zhì)量差，*般不超過(guò)±2.6g；△Is為由靈敏度砝碼引起的天平示值的變化；u（△Is）為△Is的不確定度，其大小可根據(jù)天平的重復(fù)性的1/3來(lái)計(jì)算；δ天平為天平的檢定分度值，0.5g。靈敏度砝碼ms為2gF1等級(jí)砝碼，*以靈敏度引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度約為()..um263205st##==0.217（g）。

4.3.3天平偏載引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量由于天平盤(pán)具有重心檢測(cè)裝置，每次砝碼放置位置*致，此項(xiàng)分量可忽略不計(jì)。

5結(jié)語(yǔ)

進(jìn)行了上述計(jì)算和分析，證明該標(biāo)準(zhǔn)裝置達(dá)到了檢定500kgF2等級(jí)砝碼的要求。同理可證明該標(biāo)準(zhǔn)裝置同樣達(dá)到檢定1000kg和2000kgF2等級(jí)砝碼的要求。*軌道衡計(jì)量*擁有500kg，1000kg和2000kgF2等級(jí)砝碼共100余噸，用來(lái)檢定百噸標(biāo)準(zhǔn)軌道衡、M12等級(jí)砝碼以及其他的儀器設(shè)備，這樣就可以保證全國(guó)軌道衡計(jì)量量值傳遞系統(tǒng)的量值*統(tǒng)*。

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500kg-2000kgF1等級(jí)砝碼標(biāo)準(zhǔn)裝置的研究分析