一、概述

在国际建议R111中，对于质量传递过程中衡量仪器的选择是原则性的，即要已知衡量仪器的分辨力、灵敏度、重复性、偏载等计量特性满足不确定度的要求。鉴于我国的实际情况，JJG99-2006《砝码》检定规程对于衡量仪器的选择提出了具体的要求:衡量仪器的计量特性在进行测量之前要已知。如果被检砝码进行空气浮力修正，则其合成标准不确定度(即重复性、灵敏度、分辨力、偏载等的合成)应不超过被检砝码质量最大允许误差绝对值的1/6；如果被检砝码不进行空气浮力修正，则合成标准不确定度不得超过被检砝码质量最大允许误差绝对值的1/9。在使用过程中，各单位可根据自身实际情况选择衡量仪器。

二、分析说明

首先，质量测量不确定度的来源为上等级标准砝码、空气浮力修正及衡量仪器。根据JJG99-2006的规定，上等级标准砝码的不确定度占被检砝码最大允许误差的1/9,则空气浮力和衡量仪器两项不确定度分量之和不能超过被检砝码最大允许误差的2/9。如果在测量过程中，被检砝码进行了空气浮力修正，则空气浮力的不确定度规定不得超过被检砝码限值的1/6(即被检砝码最大允许误差的1/18),这样衡量仪器就可以占被检砝码质量允差的1/6。否则，如果被检砝码质量修正值中没有包含空气浮力的修正值，空气浮力的不确定度就应该包括空气浮力的修正值、体积测量与空气密度测量引入的不确定度。这时，空气浮力和衡量仪器的不确定度分量各占被检砝码质量允差的1/9。其次，衡量仪器的合成不确定度，即重复性、灵敏度、分辨力、偏载等的合成。重复性是指衡量仪器在进行ABA或ABBA比较测量时的重复性。故此时的重复性测量应为10次ABA或ABBA的测量结果的标准偏差，或极差法(约为单次测量标准偏差的3倍)。偏载，仅针对具有上皿式称量盘的衡量仪器而言。关于灵敏度、分辨力、偏载不确定度的具体计算方法详见JJG99-2006。下面笔者举例进行说明。

三、实例探讨

例如:某计量检定部门需要一台数字显示衡量仪器，用于检定传递F1等级的200g砝码(当地海拔高度大于800m)。

按照JJG99-2006的要求，F1等级砝码是需要进行空气浮力修正的。F1等级的200g砝码的最大允许误差为1.0mg，需要选择衡量仪器的合成标准不确定度为0.16mg的衡量仪器。那么，如何结合此条款选择标准衡量仪器？

从所需选择的衡量仪器合成标准不确定度应小于0.16mg，大致可以确定所选天平的最小读数能力应优于1mg，即0.1mg、0.01mg的天平。

按照JJG99-2006的规定，F1等级砝码的检定次数最少为1次或2次，如果选择读数能力为0.1mg的天平，按照JJG99-2006的规定，衡量仪器在200g载荷点下，当重复性极限值为1.0mg(极差法确定)时，检定次数选2次；偏载误差:当极限值为1.0mg时，测量过程中，砝码偏离衡量仪器秤盘中心位置的极限值为1/3，则合成后的衡量仪器误差为

通过分析计算表明，选择最小读数能力为0.1mg的天平无法满足该砝码的检定要求。

若选择0.01mg的天平，按照JJG99-2006的规定，衡量仪器在200g载荷点下，重复性极限值为0.15mg(极差法确定)；偏载误差:当极限值为0.15mg时，测量过程中，砝码偏离衡量仪器秤盘的中心位置的极限值为1/3，则合成后的衡量仪器误差为

通过将衡量仪器的技术指标放大到检定规程所允许的最大允许误差，来忽略必须通过实际测量才能得到的灵敏度分量，然后进行计算。结果表明，读数能力为0.01mg的衡量仪器合成误差为0.038mg，可以满足F1等级200g砝码的检定工作。其他各准确度等级和标称值的砝码所适用的衡量仪器都可以采用上述方法选择。

另外，近年来专门用于质量计量传递的质量比较仪，由于其准确、高效、操作简便而广泛应用于各计量部门。如何根据被检砝码的准确度等级选择符合要求的质量比较仪也是目前经常遇到的问题，根据生产厂家的建议和我在工作中积累的一点经验，有如下公式供大家参考:

式中:SD——质量比较仪的重复性；n——测量次数；K——通常取2；MPE——被检砝码的最大允许误差。

例如:某计量检定部门需要选择一台质量比较仪，用于检定传递E2等级的200g砝码。

根据上面的公式，K取2，n取3次，E2等级200g砝码的最大允许误差为0.30mg，代入上式可以求出SD≤0.08mg。那么，根据生产厂家提供的质量比较仪的技术资料，结合相关技术要求，选择重复性小于0.08的质量比较仪即可满足检定要求。