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主题：【第十二届原创】砝码检定过程中衡量仪器的选择方法

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小骗子
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发表于：2019/10/10 15:53:08 楼主 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
维权声明：本文为xiaopianzi1209原创作品，本作者与仪器信息网是该作品合法使用者，该作品暂不对外授权转载。其他任何网站、组织、单位或个人等将该作品在本站以外的任何媒体任何形式出现均属侵权违法行为，我们将追究法律责任。
砝码是质量量值传递的标准量具，是统一质量单位的依据。为保证砝码量值的准确可靠应定期进行检定。砝码检定过程中应根据被检砝码的准确度等级合理选择衡量仪器。在实际工作中，衡量仪器通常采用检定的方式，依据JJG1036-2008《电子天平》检定规程进行检定确认计量性能，以致我们经常发现，如果根据衡量仪器的最大允许误差选择衡量仪器，所需的衡量仪器准确度等级将较高，投资成本较大，为了能够更加合理的选择衡量仪器，以下将简要介绍实际检定工作中衡量仪器的选择方法。
1、检定砝码选择衡量仪器的基本要求
根据JJG99-2006《砝码》检定规程的要求，检定过程中如果被检砝码进行空气浮力修正，则衡量仪器的合成标准不确定度应不超过被检砝码质量最大允许误差的六分之一；检定过程中如果被检砝码不进行空气浮力修正，则衡量仪器的合成标准不确定度应不超过被检砝码质量最大允许误差的九分之一。衡量仪器的合成标准不确定度应包括：重复性、灵敏度、分辨力、偏载等。
2、衡量仪器合成标准不确定度的评价
2.1衡量仪器偏载引入的不确定度
检定过程中衡量仪器偏载引入的测量误差与实验载荷、加载时偏移中心位置的距离有直接关系，不易进行准确评定，评定中会一般采用放大该项因素引入的不确定度的方式进行评定，如直接使用实验载荷点对应的最大允许误差估计偏载引入的不确定度分量，造成衡量仪器的合成标准不确定度的放大。在实际工作中，可以采用将称量盘改装为吊盘或加装自动定心盘的方式，消除衡量仪器因偏载引入的不确定度。见下图：




采用吊盘或自动定心盘的衡量仪器，加载砝码后由于重力的影响，会自动恢复到中心位置，其偏载误差在没有明显影响质量测量的情况下，可忽略不计。所以在进行砝码检定中，特别是进行F1等级、E2等级等准确度等级较高的砝码时，建议配备自动定心盘，或将秤盘改装为吊盘。
2.2衡量仪器重复性引入的不确定度

检定砝码的衡量仪器的所表述的重复性，是衡量仪器在进行ABA或ABBA比较测量时的重复性，是10次ABA或ABBA测量结果的单次测量标准偏差（使用贝塞尔公式计算）。对新购置的衡量仪器可直接引用产品说明书中的典型重复性。如衡量仪器采用检定的方式溯源，无法得到采用ABA或ABBA比较测量时的重复性，可依据电子天平重复性误差为同一砝码6次测量结果的最大值-最小值的差值的计算方法，采用重复性的实际检定结果采用极差法估计单次测量结果的标准偏差：



2.4衡量仪器灵敏度引入的不确定度
目前检定砝码多采用电子天平，不存在灵敏度引入的不确定度。但实际检定过程中应关闭衡量仪器的零点跟踪功能，消除因零点跟踪功能引入的不确定度。
由此可见，衡量仪器的合成标准不确定度的来源，主要为衡量仪器测量重复性引入的不确定度，其他因素引入的不确定度均可通过技术手段加以消除，减小衡量仪器在检定过程中引入的不确定度。同时，在对衡量仪器进行溯源时，建议采用校准的方式，依据JJF 1326-2011《质量比较仪》校准规范，通过模拟砝码检定的方式，合理评价衡量仪器实际检定过程中的不确定度，减小在不确定度评定中依据《电子天平》检定规程，多次引用极限值造成的不确定度被放大的问题。
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西瓜猫猫西瓜
vivi_vivi
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2019/10/11 11:09:34 沙发 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
小骗子老师是砝码的大拿，又一篇力作
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路云
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2019/10/12 10:42:08 板凳 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
      检定过程中衡量仪器偏载引入的测量误差与实验载荷、加载时偏移中心位置的距离有直接关系，不易进行准确评定，评定中会一般采用放大该项因素引入的不确定度的方式进行评定，如直接使用实验载荷点对应的最大允许误差估计偏载引入的不确定度分量，造成衡量仪器的合成标准不确定度的放大。
      实际上偏载引入的不确定度分量的评定方法，与重复性引入的不确定度分量的评定方法基本上是一样的。只不过前者是针对不同的承载位置，对同一稳定的被测量进行检测，评定其测量结果的离散程度；后者是针对同一承载位置，对同一稳定的被测量进行多次重复检测，评定其测量结果的离散程度，只是看你愿不愿意做这项工作而已。用最大允差去套算，明显就是一种人为放大的“偷懒”的方法，评出来的(实际上是套算出来的)并非实际的偏载不确定度分量，而是偏载不确定度的“极限值”，应视为人为规定的技术要求(或者说是该指标的合格判据)。只要衡量仪器合格，全世界都一样。它并不是通过溯源数据评出来的，严格地说，这种套算出来不确定度，是不具有计量溯源性的。当然，将称量盘改装为吊盘或加装自动定心盘的方法，不失为一种消除偏载影响的好方法。
      分辨力引入的不确定度一般均小于重复性引入的不确定度，可忽略不计。
      实际情况前者并不一定比后者小，后者也有大的时候。其实两者之间是互为包含关系，取舍的原则是“二者取其大”，并非忽略不计，也非两者都取。
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小骗子
xiaopianzi1209
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2019/10/12 15:53:38 马扎 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
偏载在不同载荷下，值是不一样的。为了检砝码做偏载的评定那要逐点去做
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小骗子
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2019/10/12 21:21:47 地毯 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
在使用到高等级衡量仪器检定砝码时就能体会到分度值的不确定度与重复性相比可忽略不计了。特别是检定E级砝码时，关闭零点跟踪后仪器数值飞的让检定员心中没底是很常见的情况。
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小骗子
xiaopianzi1209
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2019/10/12 21:27:54 地板 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
在砝码的国际建议中并没有对衡量仪器提出要求，只是规定了不同等级砝码的极限不确定度。由于E级砝码允许误差较小，最小3微克，极限不确定度更小，最小1微克，这就要在检定过程中尽可能通过技术手段消除能过消除的引入不确定度的因素
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小骗子
xiaopianzi1209
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2019/10/12 21:28:28 6楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 西瓜猫猫西瓜(vivi_vivi) 发表:
小骗子老师是砝码的大拿，又一篇力作
主持建立了一套E1砝码标准，正好深入研究
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路云
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2019/10/13 0:58:53 7楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 小骗子(xiaopianzi1209) 发表:
偏载在不同载荷下，值是不一样的。为了检砝码做偏载的评定那要逐点去做


      规程并没有要求逐点载荷去检测偏载误差，按照规程的规定去做就行了。
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小骗子
xiaopianzi1209
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2019/10/13 21:30:58 8楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
按天平检定确实是这样，但在实际使用中会发现载荷越大实际出现的偏载误差也越大
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路云
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2019/10/13 23:09:22 9楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
      那这么说起来，检定规程中有关“偏载误差”的检测方法是否也存在问题呢？为何规定1/3(最大载荷+最大加法除皮效果)的载荷进行检测呢？如果是这种情况，是不是电子天平使用说明书应对施加偏载的载荷重量有所限制呢？
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小骗子
xiaopianzi1209
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2019/10/14 10:25:59 10楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
规程规定的还是侧重于天平的称量性能。这个偏载的测试方法是和国际建议和国标一致的。只是规定了在1/3进行测量。
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