标准砝码

2018年1月，北京市大兴区计量检测所新建E1等级砝码组标准装置计量标准，顺利通过北京市质量技术监督局组织的计量标准考核，获得了计量标准考核证书。E1等级砝码是由国家砝码副基准直接传递，一般由大区级计量技术机构建立，高于省级计量机构技术水平。本所建立 E1等级砝码的测量范围为：20kg～1mg，该套计量标准建标工作的完成，实现了砝码质量、体积、密度、磁化率、磁化强度的检定，能够满足E2等级砝码的检定要求，目前，该项技术检测能力处于全国先进水平。该标准的建立进一步增强了大兴计量所的技术、业务能力，也为经济社会发展提供了更有力的计量服务技术保障。[img=,690,460]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/01/201801251502215678_571_1638093_3.jpg!w690x460.jpg[/img]

二等克、毫克组砝码标准装置计量标准的重复性试验

[font=宋体] [size=18px] 砝码是统一质量单位的依据,需定期检定校准,随着科技水平的进步，砝码的检定、校准也经历了从人工检定到自动检定，现在带大家一起回顾[/size][/font][size=18px][font=宋体]ХХХ[/font][font=宋体]计量检测所砝码计量标准的发展全部历程。[/font][/size][size=18px][font=宋体][font=宋体] ХХХ[/font][font=宋体]计量检测所成立于1986年，砝码检定是最先开展的检定项目之一。受当时技术水平限制，检定设备较为落后，截止至2003年使用的天平全部为机械天平，标准砝码准确度等级较低，为二等砝码，相对于目前砝码定级规则，质量值的允许误差相当于F2等级。[/font][/font][/size][size=18px][font=宋体][font=宋体][img=,690,920]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108241652322435_8318_1638093_3.jpg!w690x920.jpg[/img][/font][/font][/size][size=18px][font=宋体][font=宋体] 摆动式机械天平[/font][/font][/size][size=18px][font=宋体][font=宋体][img=阻尼式机械天平,690,920]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108241653263021_9730_1638093_3.jpg!w690x920.jpg[/img][/font][/font][/size][size=18px][font=宋体][font=宋体] 阻尼式机械天平[/font][/font][/size][size=18px][font=宋体][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108241654225658_6086_1638093_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][/font][/size][size=18px][font=宋体][font=宋体] 当时具备调整腔的二等砝码[/font][/font][/size][font=宋体][font=宋体] 2003年至2010年间，开始逐步更换电子天平作为砝码检定使用的衡量仪器，标准砝码等级也提升到E2等级，已能够检定F2等级及以下等级的砝码，但对于质量值大于1000g的砝码仍需要使用机械天平完成检定。[/font][/font][font=宋体][font=宋体][img=,690,920]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108241655163195_8750_1638093_3.jpg!w690x920.jpg[/img][/font][/font][font=宋体][font=宋体]2003年配备的电子天平,最大称量仅210g,最小分度值0.01mg[/font][/font][font=宋体][font=宋体][img=,690,920]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108241656104018_8310_1638093_3.jpg!w690x920.jpg[/img][/font][/font][font=宋体][size=18px] 2003年配置的最小分度值为0.01g的电子天平[/size][/font][font=宋体][size=18px][img=,690,920]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108241657007764_8362_1638093_3.jpg!w690x920.jpg[/img][/size][/font][font=宋体][size=18px]配置的首套E2等级砝码,但受到配备的天平的限制,仅能开展F2等级砝码检定[/size][/font][font=宋体][size=18px][font=宋体][/font][/size][/font][font=宋体][size=18px][font=宋体] 2010年至2012年间，检定砝码使用的衡量仪器已全部更换为质量比较器。使用了近30年的机械天平全部淘汰，砝码的检定能力已提升至F1等级。[/font][/size][/font][font=宋体][size=18px][font=宋体][img=,690,920]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108241658482191_3600_1638093_3.jpg!w690x920.jpg[/img][/font][/size][/font][font=宋体][size=18px]Max=5000g，最小分度值0.1mg的质量比较器[/size][/font][font=宋体][size=18px][img=,690,920]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108241659464900_6102_1638093_3.jpg!w690x920.jpg[/img][/size][/font][font=宋体][size=18px]Max=520g,最小分度值0.01mg的质量比较器[/size][/font][font=宋体][size=18px][font=宋体] 2012年至2017年，通过对计量标准器的逐年升级，完成了E1等级砝码组标准装置的建立，具备了量传E2等级及其以下等级砝码的能力，并可实现砝码体积密度、磁化率的检定，检定能力达到全国领先水平。[/font][/size][/font][font=宋体][size=18px][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108241700479801_167_1638093_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][/size][/font][font=宋体][size=18px][font=宋体] E1等级砝码[/font][/size][/font][font=宋体][size=18px][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108241701103077_2289_1638093_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][/size][/font][font=宋体][size=18px][font=宋体]最小分度值0.0001mg的质量比较器和磁化率检测设备[/font][/size][/font][font=宋体][size=18px][font=宋体][img=,690,920]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108241701475345_895_1638093_3.jpg!w690x920.jpg[/img][/font][/size][/font][font=宋体][size=18px][font=宋体]Max=26kg，最小分度值1mg的质量比较器和砝码体积密度测量设备[/font][/size][/font][font=宋体][size=18px][font=宋体][img=,690,920]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108241702341364_3143_1638093_3.jpg!w690x920.jpg[/img][/font][/size][/font][font=宋体][size=18px][font=宋体]Max=52g，最小分度值0.001mg的质量比较器[/font][/size][/font][font=宋体][size=18px][font=宋体][/font][/size][/font][font=宋体][size=18px][font=宋体] 2017年至2021年，加强自主研发能力，自主设计研发了毫克组砝码全自动检定系统，实现了毫克组砝码的自动检定，砝码检定步入自动化时代。新启用的圆柱体标准砝码进一步提高了砝码的测量准确度。[/font][/size][/font][font=宋体][size=18px][font=宋体][img=,690,573]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108241703391544_3508_1638093_3.jpg!w690x573.jpg[/img][/font][/size][/font][font=宋体][size=18px][font=宋体][img=,690,598]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108241705251777_760_1638093_3.jpg!w690x598.jpg[/img][/font][/size][/font]

砝码是统一质量单位的依据，是检定、校准衡量仪器的标准，同时也是对衡量仪器进行期间核查的首选核查标准。在对衡量仪器检定、校准时必须选用与衡量仪器相适应的砝码才能真实体现衡量仪器的计量性能。一、电子天平1.1电子天平的定级[img=,680,514]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909021653481735_1341_1638093_3.png!w680x514.jpg[/img]二、砝码的选择 根据JJG1036-2008《电子天平检定规程》和JJG 539-2016《数字指示秤检定规程》对用于检定天平、数字指示秤的砝码要求，砝码的扩展不确定度不应超过衡量仪器相应载荷下最大允许误差的1/3，并且砝码磁性不得超过相应要求。电子天平、数字指示秤的允许误差按下表2确定：[img=,542,141]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909021654232100_8193_1638093_3.png!w542x141.jpg[/img] 砝码按照最大允许误差可分为E1等级至M3等级共9个级别，对应的最大允许误差和砝码折算质量的扩展不确定度的极限值见下表3、表4：[img=,482,643]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909021654498417_9800_1638093_3.png!w482x643.jpg[/img][img=,520,726]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909021655230810_8906_1638093_3.png!w520x726.jpg[/img]砝码折算质量的极限扩展不确定度或使用检测机构给出的实际扩展不确定度。为便于选择砝码，可根据衡量仪器最大误差转换点确定使用的砝码。[img=,525,105]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909021656257523_9317_1638093_3.png!w525x105.jpg[/img] 1)检定分度值e=1mg的电子天平 a）根据电子天平国家标准GB/T26497-2011 的规定，电子天平的检定分度值e应大于或等于1mg，这主要是由于目前工作中实际能够使用的最小砝码是1mg，无法对小于1mg的检定分度值进行验证，所以即使电子天平的实际分度值d等于0.01mg、0.001mg或0.00001mg，根据国家标准e值仍应按照1mg处理。根据表2电子天平的最大允许误差转换点为50g、200g确定分别为，对应的最大允许误差为±0.5mg和±1.0mg。所以对上述两个载荷点检定、校准时砝码的扩展不确定度应分别小于50g小于0.16mg和200g小于0.3mg，根据表5可以确认当使用砝码的折算质量时可选用F1等级砝码。电子天平载荷大于200g时，砝码的最大允许误差为1.5mg,所以使用的砝码的扩展不确定度应小于0.5mg，因砝码叠加使用时，引入的不确定度为正强相关，所以可根据表5给出的不确定度直接相加，当F1等级砝码叠加大于300g时，扩展不确定度将大于0.5mg，应选择等级更高的E2等级砝码。 b)由于目前JJG1036-2008《电子天平检定规程》中并未规定检定分度值e必须大于或等于1mg，所以在电子天平未明确标注检定分度值为1mg时，对d=0.01mg、0.001mg或0.00001mg仍可按e=10d进行检定或校准。 对d=0.01mg的电子天平，当认为e=0.1mg时，根据表3电子天平的最大允许误差转换点为5g、20g确定分别为，对应的最大允许误差为±0.05mg和±0.10mg，所以对上述两个载荷点检定、校准时砝码的扩展不确定度应分别小于5g小于0.016mg和20g小于0.03mg，根据表5可以确认当使用砝码的折算质量时可选用E2等级砝码。电子天平载荷大于20g时，砝码的最大允许误差为0.15mg,所以使用的砝码的扩展不确定度应小于0.05mg，所以可根据表5给出的不确定度确定，当载荷大于100g时，E2等级砝码的扩展不确定度将大于0.05mg，此时应选用E1等级砝码。 对d=0.001mg、0.00001mg的电子天平，已不适合按照JJG1036-2008《电子天平检定规程》，e=10d的关系通过检定或校准的方式确认计量性能，如确有需要精确到该量级的需要，应使用E1等级砝码针对电子天平重复性进行校准，并验证最小分度值，在实际称量中配备E2等级或E1等级砝码进行比较测量。 2)检定分度值e1mg的电子天平 检定分度值e1mg的电子天平，在一般实验室并不常见，多用于砝码检定、校准实验室，应优先按照JJF 1326-2011《质量比较仪校准规范》进行校准，当确有做直接称量使用，需按照JJG1036-2008《电子天平检定规程》检定、校准时，可按上述方法选用标准砝码。 2.2砝码磁化率 因电子天平采用电磁力平衡原理完成质量测量，金属砝码的磁性会对测量带来影响，在检定、校准过程中引入测量不确定度。又因为磁性对质量量值测量的影响无法修正，也不能进行相应的测量不确定度评估，所以在进行电子天平检定、校准过程中使用的砝码，因磁性所引起的不确定度分量必须可以忽略不计。当使用的砝码材质不属于无磁不锈钢时，在砝码的扩展不确定度满足检定、校准电子天平要求的同时，其磁化率也应满足相应砝码等级的要求。

(一)概述：1、测量依据：JJG99-2006《砝码检定规程》2、环境条件：温度为室温，每4小时最大变化2.0℃；相对湿度为30%～70%,每4小时最大变化15%。3、测量标准:E2等级砝码。测量范围：1mg-20kg,由规程给出其扩展不确定度极限值为(0.002～10mg)(k=2)。4、被测对象:F1等级砝码。测量范围1mg-20kg,由规程给出其扩展不确定度极限值为(0.006～30mg)(k=2)。5、测量不确定度评定过程中衡量仪器引入的不确定度来源、大小根据检定证书、仪器说明书和生产厂家宣传册进行评定。6、测量过程：对F1等级砝码进行测量时采用替代法，ABA循环2次，使用的衡量仪器均为电子天平。（二）数学模型http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/10/201210300744_400148_1638093_3.jpg（三）测量不确定度的评定（以20kg砝码为例） 1、测量20kg砝码时的测量不确定度评定http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/10/201210300745_400149_1638093_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/10/201210300745_400150_1638093_3.jpg（砝码材料对应相应1kg时体积的扩展不确定度U=2.15cm3，k=2）http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/10/201210300746_400151_1638093_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/10/201210300747_400152_1638093_3.jpg计算结果小于最大允许误差的九分之一，无需进行空气浮力修正，但要对空气浮力引入的不确定度进行评定。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/10/201210300747_400153_1638093_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/10/201210300748_400154_1638093_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/10/201210300748_400155_1638093_3.jpg