砝码建标报告
说明
1、申请建立计量标准应填写《计量标准技术报告》。计量标准考核合格后由申请单位存档。
2、《计量标准技术报告》由计量标准负责人填写。
3、《计量标准技术报告》用计算机打印或墨水笔填写，要求字迹工整清晰。
目录
一、计量标准的工作原理及其组成……………………………………………（1）
二、选用的计量标准器及主要配套设备………………………………………（2）
三、计量标准的主要技术指标…………………………………………………（3）
四、环境条件……………………………………………………………………（3）
五、计量标准的量值溯源和传递框图…………………………………………（4）
六、计量标准的测量重复性考核………………………………………………（5）
七、计量标准的稳定性考核……………………………………………………（6）
八、测量不确定度评定…………………………………………………………（7）
九、计量标准的测量不确定度验证……………………………………………（8）
十、结论…………………………………………………………………………（9）
十一、附加说明…………………………………………………………………（9）2008/3/522:27
一、计量标准的工作原理及其组成
1、工作原理
F1等级砝码组标准装置由F1等级标准砝码、标准天平组成。
F1等级砝码向下传递F2等级及以下砝码采用ABBA循环的双次替代法，以消除量传过程中天平的示值误差和线性漂移的影响。其量传过程及工作原理如下：
a.开启天平，将标准砝码放在天平的称盘上，稳定后读取天平示值A；
b.取下标准砝码，换上同标称质量的被检砝码，稳定后读取天平示值B；
c.重复步骤b和a的操作，计算出A和B的算术平均值；
d.通过mct=mcr+mcrC±ΔI×mcs/ΔIsw公式计算出被检砝码实际质量。
2、数学模型
mct=mcr+mcrC+ΔI×mcs/ΔIsw+mwa
令：F=mcrC简化后mct=mcr+F+ΔI×mcs/ΔI+maw（1）
式中：mct-----被测砝码的折算质量；
mcr-----标准砝码的折算质量；
ΔI-----天平所指示的被测砝码示值的平均值和标准砝码示值的平均值之差()；
mcs----实测天平灵敏度的小砝码的折算质量；
ΔIs----加放mcs后天平示值的变化量；
Cw----空气浮力修正因子，C=（ρa-ρ0）(1/ρt-1/ρr)；
ma-----磁性影响。2008/3/522:28
24三、计量标准的主要技术指标
一．主标准器
F1等级标准砝码：
a.测量范围：1mg～200g
b.扩展不确定度：U≤（0.006～0.3）mg(k=2)
二．主要配套设备
电光分析天平：
a.秤量范围：0.1mg～200g；
b.重复性：0.01mg(0mg≤m≤200g)；
四、环境条件
项目要求实际情况结论
温度温度波动：每四小时不得大于3.5℃2.0℃符合要求
湿度相对湿度：30%－70%,每四小时不得大于15%50%－65%
波动：10/4h符合要求2008/3/522:31
五、计量标准的量值溯源和传递框图
上级
社会
公用
标准
某市
社会
公用
标淮
工作
计量
器具
六、计量标准的测量重复性考核
在电光分析天平TG328B，器号为53557的天平上，以82430号的F1等级砝码对一个F2等级20g砝码进行重复性测试，重复性技术指标为0.005mg，其结果为：
序号xi（g）
120.00014
220.00016
320.00017
420.00016
520.00014
620.00015
720.00016
820.00017
920.00016
1020.00016
20.000157
结论合格
七、计量标准的稳定性考核
标称质量允许变差2004年2005年变化量2006年变化量2007年变化量
200g±1.5mg+1.1mg+1.2+1.0
*200g±1.5mg+0.2mg+0.3+0.2
100g±1.0mg-0.4mg-0.3-0.3
*100g±1.0mg0.0mg+0.1+0.1
50g±0.6mg+0.4mg+0.6+0.3
20g±0.3mg+0.07mg+0.06+0.06
*20g±0.3mg+0.12mg+0.13+0.11
10g±0.2mg+0.22mg+0.22+0.20
5g±0.15mg0.00mg0.000.00
2g±0.10mg-0.02mg-0.02-0.02
*2g±0.10mg-0.03mg-0.03-0.03
1g±0.10mg+0.03mg+0.03+0.03
500mg±0.05mg0.00mg0.00-0.01
200mg±0.05mg+0.02mg+0.02+0.02
*200mg±0.05mg-0.01mg0.00-0.01
100mg±0.05mg+0.02mg+0.02+0.02
50mg±0.05mg+0.04mg+0.03+0.03
20mg±0.05mg+0.03mg+0.02+0.02
*20mg±0.05mg+0.01mg0.000.00
10mg±0.05mg-0.01mg0.000.00
5mg±0.05mg+0.03mg+0.03+0.03
2mg±0.05mg+0.03mg+0.02+0.02
*2mg±0.05mg+0.01mg+0.01+0.01
1mg±0.05mg+0.01mg+0.01+0.01
上述砝码周期内的变差值均小于其相应最大允许误差的三分之一，因而标准器的稳定性符合要求。
八、测量不确定度评定
F2等级砝码组折算质量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：温度：(18～23)℃,波动：≤3.5℃/4h；相对湿度：30%～70%，波动：≤15%/4h。
1.3测量标准：F1等级砝码(1mg~200g)，U≤（0.006～0.3）mg，k=2。
1.4被测对象：F2等级砝码(1mg～200g)，U≤（0.02～1.0）mg，k=2。
1.5测量方法：
砝码的量传采用ABBA循环的双次替代衡量法，方法如下：
a.开启天平，将标准砝码放在天平的称盘上，稳定后读取天平示值A；
b.取下标准砝码，换上同标称质量的被检砝码，稳定后读取天平示值B；
c.重复步骤b和a的操作，计算出A和B的算术平均值；
d.通过mct=mcr+mcrC±ΔI×mcs/ΔIsw公式计算出被检砝码实际质量。
2.数学模型
mct=mcr+mcrC+ΔI×mcs/ΔIsw+mwa
令：F=mcrC简化后mct=mcr+F+ΔI×mcs/ΔI+maw（1）
式中：mct-----被测砝码的折算质量；
mcr-----标准砝码的折算质量；
ΔI-----天平所指示的被测砝码示值的平均值和标准砝码示值的平均值之差()；
mcs----实测天平灵敏度的小砝码的折算质量；
ΔIs----加放mcs后天平示值的变化量；
Cw----空气浮力修正因子，C=（ρa-ρ0）(1/ρt-1/ρr)；
ma-----磁性影响。
3．输入量的标准不确定度评定
以1mg和200g为例。
3.1测量过程的标准不确定度的评定。
测量过程的标准不确定度可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。
用TG328B天平对1mg砝码在重复性条件下连续测量10次，得到测量列
1.02,1.03,1.02,1.03,1.02,1.03,1.02,1.03,1.02,1.03(mg)。
实验标准差为0.00699mg
检定时以两组读数的算术平均值作为测量结果
1mg砝码：0.00494mg
用TG328B天平对200g砝码在重复性条件下连续测量10次，得到测量列为200000.14，200000.24，200000.18，200000.14，200000.20，200000.24，200000.15，200000.20，00000.20，200000.16(mg)
实验标准差为。
检定时以两组读数的算术平均值作为测量结果
200g砝码：0.0262mg
3.2由标准砝码引起的不确定度u(mcr)评定
3.2.1标准砝码检定证书中给出的扩展不确定度u(mAC)：
F1等级的200g砝码：u(mAC)=U/k=0.3mg/2=0.15mg
F1等级的1mg砝码：u(mAC)=
3.2.2由标准砝码质量不稳定引入的不确定度uinst(mAC)：
根据JJG99-2006砝码检定规程，砝码的质量不稳定度不大于砝码质量最大允许误差的1/3。估计为均匀分布，因此
F1等级的200g砝码：uinst(mAC)=
F1等级的1mg砝码：uinst(mAC)=
3.2.3合成后由输入量mcr引入的不确定度u(mcr)：
u(mcr)=因此：
F1等级的200g砝码：u(mcr)=
F1等级的1mg砝码：u(mcr)=
3.3由衡量仪器引起的不确定度uba
3.3.1由天平灵敏度引入的不确定度u(s)评定：
用F1等级实际质量为10.02mg的砝码，在TG328B测得其分度数为100.8，并连续测量十次，测量结果分别为（mg）：10.02，10.02，10.04，10.00，10.02，10.02，10.04，10.00，10.02，10.02
3.3.2由机械天平分辩力引起的不确定度u(d)评定：
u(d)=
3.3.3由磁性引入的不确定度u(ma)评定
根据JJG99-2006砝码检定规程，符合F级的砝码，磁性引起的不确定度u(ma)可假设为零。
3.3.4由偏载引起的不确定度u(E)评定
根据JJG99-2006砝码检定规程规定，此处可忽略。
3.3.4天平的合成标准不确定度uba
=0.014mg
3.4由空气浮力引起的不确定度u(b)评定：
通过空气浮力引入的极限误差来评定，采用B类方法进行评定。
空气浮力引起质量误差的修正：m0C=(Vt-Vr)(pa-p0)=m0(pa-p0)(1/pt-1/pr)
查有关资料，福建的空气密度估计为(1.20±0.024)mg/cm3，所以（ρa-ρ0）=0.024mg/cm3
由规程表15可知，因F2等级砝码采用铝质材料制作，其密度为2.7g/cm3；F1等级采用了不锈钢材料制作，其密度为7.95g/cm3。所以，1mg、200g的F2等级砝码，其因空气浮力引入的不确定度分别为：
1mg砝码：m0C=
200g砝码：m0C=
将m0C估计为均匀分布，则200g的u（b）=m0C/=1.1712mg/1.732=0.6762mg
同理，1mg的u(b)=3.386×10-6mg
4.合成不确定度uc(mct)评定
4.1标准不确定度分量汇总
表1标准不确定度分量汇总表（1mg）
标准不确定度分量u(xi)不确定度来源标准不确定度（mg）
测量重复性0.00494
u(mcr)标准砝码0.00489
ub衡量仪器0.014
uba空气浮力0.000003386
表2标准不确定度分量汇总表（200g）
标准不确定度分量u(xi)不确定度来源标准不确定度（mg）
测量重复性0.0262
u(mcr)标准砝码0.2440
ub衡量仪器0.014
uba空气浮力0.6762
因此，对1mgF2等级的砝码：
=0.016mg
对200gF2等级的砝码：
=0.72mg
5扩展不确定度的评定
取k=2，扩展不确定度U为，则
200g：U=k×u(mct)=2×0.72mg=1.44mg
1mg：U=k×uc(mct)=2×0.016mg=0.032mg
6测量不确定度的报告与表示
F2级标准砝码折算质量测量结果的扩展不确定度为
200g：U=1.44mgk=2
1mg：U=0.032mgk=2
备注(非建标内容):测量不确定度评估时，最后的数据偏大了，还没改过来，不好意思，所以在下列不确定度验证时我不作计算，请大家自己改吧。
九、计量标准的测量不确定度验证
计量标准的测量不确定度验证采用传递比较法。
验证方法如下：
请自行验证。
十、结论
该F1等级毫克组砝码标准装置的测量不确定度、重复性、稳定性指标均符合要求，可开展F2等级以下1mg～200g砝码量传工作。
十一、附加说明2008/3/522:35