如何選擇檢定砝碼用的電子天平：

用于檢定砝碼的電子天平如何選擇?主要考慮何種技術(shù)參數?參數應滿(mǎn)足何種要求?

JJG992006《砝碼檢定規程》中規定:在測量砝碼質(zhì)量選擇衡量?jì)x器時(shí)，衡量?jì)x器的計量特性在進(jìn)行測量之前要已知。如果被檢砝碼進(jìn)行空氣浮力修正，則其合成標準不確定度不得超過(guò)被檢砝碼質(zhì)量*大允許誤差*值的六分*;如果被檢砝碼不進(jìn)行空氣浮力修正，則合成標準不確定度不得超過(guò)被檢砝碼質(zhì)量*大允許誤差*值的九分之-*。

電子天平用于砝碼檢定，上面*指的衡量?jì)x器就是電子天平。天平的參數主要有*大秤量、分度值、重復性等參數，分度值又分為檢定分度值e和實(shí)際分度值d,-般情況下，e=10d。不確定度到底與什么參數有關(guān)?其關(guān)系到底是什么?有什么簡(jiǎn)單可行的經(jīng)驗公式?規程并沒(méi)有給出具體說(shuō)明，這給計量人員選擇天平帶來(lái)了困擾。下文從電子天平用于質(zhì)量秤量和砝碼質(zhì)量檢測兩個(gè)方面分析電子天平引人的不確定度與天平參數的關(guān)系。

1電子天平的不確定度的計算

1.1電子天平用于質(zhì)量稱(chēng)量的不確定度

以梅特勒-托利多電子天平XP32001L型為例，實(shí)際分度值為100mg,檢定分度值e=10d=1g;

根據JJG1036-2008《電子天平》檢定規程;

檢定分度數n=Max/e=32000g/(10x0.1)=32000=3.2x10;

根據JJG1036-2008檢定規程*度等級的判定依據，天平的*度等級為II級(**度級)(e≥0.1g,5x10°≤n≤1x10);

其在20kg稱(chēng)量點(diǎn)的*大允許誤差為土1.0e=土1.0g;

假設m,為被測物體的質(zhì)量，I為電子天平顯示的被測物體的質(zhì)量值;

則:m,=I

u(m)=u(I)

由此可以得到這臺電子天平在稱(chēng)量20kg的物體的質(zhì)量時(shí)，天平的合成標準不確定度為

u(m)=1g/3=0.580g=580mg

顯然在用電子天平秤量物體的質(zhì)量時(shí)，電子天平是作為標準器使用的，其線(xiàn)性誤差是測量不確定度的主要來(lái)源。在證書(shū)沒(méi)有給出電子天平擴展不確定度的情況下，可以用電子天平的*大允許誤差除以3作為電子天平的標準不確定度(即假設天平的線(xiàn)性誤差引人的不確定度符合均勻分布)。因電子天平*大允許誤差是與檢定分度值e密切相關(guān)的，因此選擇稱(chēng)量用的電子天平時(shí)，分度值是重要的參考指標。

1.2電子天平用于砝碼檢定時(shí)的不確定度1.2.1不確定度分析

在電子天平檢定砝碼質(zhì)量時(shí)(按照JJG99-2006檢定規程用ABA方法檢定砝碼),假設被檢砝碼的實(shí)際質(zhì)量值為m,標準砝碼的實(shí)際質(zhì)量值為m,;

電子天平顯示的被測砝碼的質(zhì)量值為I;

電子天平顯示的前后兩次標準砝碼的質(zhì)量值分別為1，I2;

電子天平在質(zhì)量為m,秤量點(diǎn)的示值誤差為e;電子天平在質(zhì)量為m,點(diǎn)的前后兩次測量的示值誤差分別為8n，En,則

I,=m,+8,I,=m,+Ep]，In2=m,+En

(In+In2)(&n+&n2)△m=I,-=(m,-m)+&,-*22

由于被檢砝碼與標準砝碼的標稱(chēng)質(zhì)量相同，其質(zhì)量差很小，因此，天平在兩個(gè)砝碼質(zhì)量值處的示值誤差幾乎相同，即，Ep=&n2=&,

*以Am=m,-m,,m,=m,+△m得到:u(m)=√u2(m,)+u2(Am)

可見(jiàn)砝碼質(zhì)量的測量不確定度由標準砝碼的不確定度u(m,)和衡量?jì)x器(天平)的不確定度u(▲m)組成。在檢定砝碼質(zhì)量時(shí)，標準砝碼是標準器，電子天平只是配套設備。砝碼質(zhì)量檢定使用的是被檢砝碼和*個(gè)標準砝碼比對的方法，實(shí)際測得的是被檢砝碼與標準砝碼的質(zhì)量之差，其中被檢砝碼和標準砝碼的標稱(chēng)值相同，砝碼的質(zhì)量差值抵消了天平示值誤差對檢測結果的影響，*以在砝碼質(zhì)量檢定過(guò)程中電子天平線(xiàn)性誤差引入的不確定度并不是衡量?jì)x器不確定度的主要因素。

1.2.2電子天平的不確定度[即u(△m)]的計算

參考JJG99-2006檢定規程附錄C《折算質(zhì)量檢測的不確定度計算》的方法進(jìn)行，以梅特勒-托利多XP32001L的電子天平檢定20kg砝碼質(zhì)量為例。

電子天平參數:*大秤量32kg，實(shí)際分度值d=100mg,檢定分度值e=10d=1g,重復性:80mg;偏載誤差:300mgo

不確定度組成:

1)電子天平重復性引人的不確定度:u,=80mg2)對于標尺分度值d的數字式衡量?jì)x器，由于分辨力引起的不確定度ua是:

ua=√32)x√2=(00/2)x2=40.8(mg),100/2、√3d/2.

天平的重復性中包含了天平分辨力引人的不確定度。根據JJF1033-2008《計量標準考核規范》:當重復性數據大于分辨力引人的不確定度分量時(shí)，可以不考慮分辨力*引人的不確定度。*以，此處us的不確定度不應再重復考慮(如果分辨力引入的不確定度大于天平重復性引人的不確定度，則用分辨力引人的不確定度替代天平的重復性引人的不確定度)。

2結果

1)電子天平用于砝碼質(zhì)量檢定的不確定度遠遠小于用于質(zhì)量稱(chēng)量的不確定度。

2)當用于砝碼質(zhì)量檢定時(shí)，重復性分量是不確定度的主要來(lái)源，并且電子天平的合成標準不確定度與其重復性相差不大。*以在選擇檢定砝碼用電子天平時(shí)應主要考慮電子天平重復性參數。

設電子天平的重復性為s,被檢砝碼的*大允許誤差為土MPE,則選擇天平時(shí)，可按如下的估算公式選擇電子天平:

當被檢砝碼進(jìn)行空氣浮力修正時(shí):s<|MPE\/6;當被檢砝碼不進(jìn)行空氣浮力修正時(shí):s<|MPE|/9。