標(biāo)準(zhǔn)砝碼的選擇JJF1326-2011《質(zhì)量比較儀校準(zhǔn)規(guī)范》中,砝碼準(zhǔn)確度等級與比較儀實際分讀數(shù)直接相關(guān),實際分讀數(shù)的表達(dá)式為Maxi/di,其中:i=1,2,3,……,n。表達(dá)式的意義為:每個局部衡量范圍的最大載荷與相應(yīng)的實際分度值的比。具體如表1所示。
表1 砝碼準(zhǔn)確度等級與比較儀實際分讀數(shù)關(guān)系表
在實際工作中,校準(zhǔn)最大載荷為1000kg、全量程實際分度值為1g的質(zhì)量比較儀,對最大載荷(1000kg)和二分之一的最大載荷(500kg)標(biāo)準(zhǔn)砝碼準(zhǔn)確度等級進(jìn)行選擇時,按照J(rèn)JF1326-2011中的相關(guān)要求,應(yīng)選擇E1等級相應(yīng)質(zhì)量值的砝碼進(jìn)行校準(zhǔn)。而現(xiàn)有E1等級砝碼最高質(zhì)量值為50kg,顯然二者是矛盾的。因此,筆者認(rèn)為對最大載荷和二分之一的最大載荷標(biāo)準(zhǔn)砝碼準(zhǔn)確度等級進(jìn)行選擇時,應(yīng)由被校比較儀最大承載值和實際分度值的關(guān)系來確定,如表2所示。
表2 被校比較儀最大承載值和實際分度值
對局部示值誤差進(jìn)行校準(zhǔn)時,JJF1326-2011中對添加砝碼的質(zhì)量值ms的定義為被校比較儀實際分度值d的1000倍到5000倍之間任意一個單個砝碼。以最大載荷1000kg,全量程實際分度值為1g的質(zhì)量比較儀為例,對1000kg載荷點的局部示值誤差校準(zhǔn)時,ms為1000g、2000g、5000g中的一個砝碼。但在實際工作中,使用質(zhì)量比較儀檢測1000kg砝碼時,其最大允許誤差的絕對值為500g(即M3等級),因此,筆者建議應(yīng)該增加一個小質(zhì)量值的ms進(jìn)行局部示值誤差的校準(zhǔn),即ms應(yīng)該在100d到5000d之間選取兩個標(biāo)準(zhǔn)砝碼,其中一個應(yīng)選取100d的標(biāo)準(zhǔn)砝碼,另一個標(biāo)準(zhǔn)砝碼任選。這樣可以更好地判斷被校比較儀局部示值測量能力是否滿足量傳的相關(guān)要求。
二、恒溫時間
JJF1326-2011中,給出了標(biāo)準(zhǔn)砝碼與被校比較儀恒溫時間表,所使用砝碼的質(zhì)量范圍為20g~10kg。由于各省、市計量部門廣泛使用最大秤量為(1000~3000)kg的質(zhì)量比較儀,對相應(yīng)質(zhì)量值的標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行量值傳遞,為保證量傳的準(zhǔn)確性,筆者建議增加質(zhì)量為(100~1000)kg標(biāo)準(zhǔn)砝碼與被校比較儀恒溫時間的相關(guān)要求。實際工作中,大量程質(zhì)量比較儀一般為(1000~3000)kg,因此,標(biāo)準(zhǔn)砝碼與被校比較儀恒溫時間在(1~2)h之間。
三、測量結(jié)果與不確定度如何關(guān)聯(lián)
在對被校比較儀進(jìn)行校準(zhǔn)時,主要是重復(fù)性、偏載和局部示值誤差3個校準(zhǔn)項目,并且給出相應(yīng)校準(zhǔn)項目的校準(zhǔn)結(jié)果和擴展不確定度。在實際工作中,由于諸多主觀因素和客觀因素的影響,測量結(jié)果與真值之間存在一定差異。因此,在測量結(jié)果中加入了不確定度的表示。在JJF1326-2011中,雖然給出了相應(yīng)校準(zhǔn)項目的校準(zhǔn)結(jié)果和擴展不確定度。在砝碼的校準(zhǔn)過程中,比較儀是作為衡量儀器使用的,在質(zhì)量傳遞過程中所帶來的不確定度,將直接影響被校砝碼的測量結(jié)果。如何考慮比較儀各不確定度分量在測量過程中,對被校砝碼測量結(jié)果的影響呢?JJF1326-2011中并未提起。
筆者建議JJF1326-2011能夠結(jié)合實際工作情況,建立統(tǒng)一的測量模型:
式中:mA——被校砝碼的折算質(zhì)量;mB——標(biāo)準(zhǔn)砝碼的折算質(zhì)量;——被校與標(biāo)準(zhǔn)砝碼的平均質(zhì)量差。
由測量模型可以看出,影響被校砝碼折算質(zhì)量的測量不確定度的主要因素有標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量的不確定度、衡量儀器的不確定度、空氣浮力影響的不確定度和磁性影響的不確定度。而衡量儀器(質(zhì)量比較儀)的不確定度貢獻(xiàn)主要由偏載和重復(fù)性組成。對于質(zhì)量比較儀,偏載量的測量應(yīng)根據(jù)實際情況而定,對于帶有自動定心秤盤和吊掛式秤盤的比較儀,在確保砝碼和比較儀安全的情況下測量其偏載,也可以不進(jìn)行偏載測量。因此,在確定衡量儀器的不確定度貢獻(xiàn)時,應(yīng)具體情況具體分析。
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本文刊發(fā)于《中國計量》雜志2015年第10期
作者:遼寧省計量科學(xué)研究院 賈永剛