砝码检定结果评价准则的研究

　　一、问题的提出

　　《砝码试行检定规程(JJG99-90)》第25条规定:对于等砝码、级砝码检定结果不得超出相应被检砝码的质量允差。如果按这样来评价检定结果,置信概率为99. 73%的砝码质量总不确定度将较大地超出质量允差,从而把不合格砝码判为合格砝码的概率较大地超过0. 27%。

　　二、级砝码检定结果评价准则

　　(一)　从规程规定考虑砝码规程第6. 2条规定:“首次检定时或修理后检定时的砝码质量修正值不得大于该砝码质量允差的三分之一”。而砝码的检定结果是砝码的实际质量(一等砝码为真空质量值,其余为折算质量值)或修正值。因此,如果根据规程规定,对首次检定或修理后检定,级砝码的检定结果应不得超出相应被检砝码的允许修正值,即质量允差的三分之一。所以, 6. 2条和25条是自相矛盾的, 25条是错误的。从下面的分析还可看出, 6. 2条也是不合适的,应加以修改(见后)。

　　(二)　用误差理论求最大允许修正值级砝码检定时的检定精度由三项合成:

　　(1)、所用天平的示值综合极限误差△天平;

　　(2)、所用上级标准砝码的综合极限误差△标;

　　(3)、由于空气浮力所引入的误差△浮;另外、

　　(4)、由于级砝码不给出修正值,还要考虑由于不给出修正值而引入的误差△修;

　　(5)、为了保证在检定周期内的稳定性,还要留出适当的余量△稳,以便使砝码在检定周期内不超差。

　　上述五项误差的合成总不确定度(即被检砝码质量总不确定度)应不超过被检砝码的质量允差△质允。根据砝码程规定:

　　△稳在规程中没有考虑,我们取一较大的值△稳

　　《质量计量器具检定系统(JJG2053-90)》规定:级砝码质量允差的置信概率99.73%。因此,总不确定度的置信概率大于等于99. 73%即可。

　　设△质允=1,取上述四项误差为最大可能情况,即△天平

　　下面先确定一下各项误差的性质。天平的示值综合极限误差为随机误差,上级标准砝码的误差、空气浮力误差、被检砝码的修正值与稳定性属未定系统误差。对误差性质的看法可能不尽相同,但不影响不面的讨论。很明显五项误差互不相关。接下来求最大允许修正值。

　　1、五项误差均为正态分布的情况

　　如果五项误差均为正态分布*,则五项误差的标准偏差分别为它们的置信概率均为99. 73%。由于五项误差互不相关。故合成不确定度(即标准偏差)

　　设上述总不确定度等于质量允差,即等于1,求得最大允许修正值△修=0. 926△质允,也就是说,当各项误差服从正态分布,修正值=0. 926△质允时,有99. 73%的置信概率保证砝码质量总不确定度不大于质量允差。因此,规程取最大允许修正值等于质量允差,显然是不行的。