數(shù)字指示秤示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

喬國(guó)強(qiáng)

1 概述

1.1 測(cè)量依據(jù)

JJG539-1997《數(shù)字指示秤》國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程。

1.2 測(cè)量環(huán)境條件

溫度：（-10～40）℃。

1.3 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)

F2級(jí)砝碼，根據(jù)JJG99-2006《砝碼》國(guó)家檢定規(guī)程中給出100mg～5kg砝碼質(zhì)量的最大允許誤差應(yīng)該為±（0.16～80）mg。

1.4 被測(cè)對(duì)象

精度等級(jí)為3級(jí)的多分度值電子計(jì)價(jià)秤，稱量范圍與分度值為（0～3）kg/1g；（3～6）kg/2g；（6～15）kg/5g。

1.5 測(cè)量過(guò)程

依據(jù)檢定規(guī)程，從零點(diǎn)起按小到大的順序加砝碼至最大稱量，用相同的方法卸砝碼至零點(diǎn)。測(cè)試至少要選5個(gè)稱量。每個(gè)稱量示值與標(biāo)準(zhǔn)砝碼之差即為示值誤差。

1.6 評(píng)定結(jié)果的使用

符合上述條件下的測(cè)量結(jié)果，可使用本不確定度的評(píng)定法。

2 數(shù)字模型

根據(jù)定義：數(shù)字指示秤示值誤差△E為：

△E=P-m

式中△E——為電子計(jì)價(jià)秤示值誤差；

P——電子計(jì)價(jià)秤示值；

m——標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量值。

3 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

3.1 輸入量P的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（P）的來(lái)源

主要是電子計(jì)價(jià)秤測(cè)量重復(fù)性u(píng)（P1），電子計(jì)價(jià)秤偏載誤差 u（P2）以及示值隨電源電壓變化 u（P3）。

3.1.1 電子計(jì)價(jià)秤測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)u（P1）評(píng)定

取一臺(tái)精度等級(jí)為3級(jí)，稱量范圍與分度值分別為（0～3）kg/1g；（3～6）kg/2g；（6～15）kg/5g 的多分度值電子計(jì)價(jià)秤作為被測(cè)對(duì)象，用固定砝碼在5kg稱量點(diǎn)連續(xù)測(cè)量10次，測(cè)量結(jié)果如下（單位kg）：

因?qū)嶋H檢定時(shí)取單次測(cè)量值，故該結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為 u（P1）=SP1=0.16g

自由度 vp1=n-1=9

3.1.2 電子計(jì)價(jià)秤的偏載誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)u（P2）的評(píng)定

電子計(jì)價(jià)秤進(jìn)行偏載試驗(yàn)時(shí)，用最大稱量1/3的砝碼，放置在1/4秤臺(tái)面積中，最大值與最小值之差一般不會(huì)超過(guò)2 g，半寬a=1g，而測(cè)量時(shí)放置砝碼的位置較為注意，偏載量遠(yuǎn)比做偏載試驗(yàn)時(shí)少，假設(shè)其誤差為偏載試驗(yàn)時(shí)的1/3，并服從均勻分布，包含因子

3.1.3 電源電壓穩(wěn)定度引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)u（P3）評(píng)定

電源電壓在規(guī)定條件下變化可能會(huì)造成示值變化0.2e即0.4g，假設(shè)半寬度a=0.4g，服從均勻分布，包含因子k=

3.1.4 輸入量P的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算

由于輸入量P的分項(xiàng)彼此獨(dú)立不相關(guān)，因此

3.2 輸入量m的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

輸入量m的不確定的可以按OIMLR111砝碼國(guó)際建議的約定，對(duì)低準(zhǔn)確度級(jí)砝碼的標(biāo)準(zhǔn)不確定度等于允差表規(guī)定的最大允許誤差的。

查表得到5kg砝碼，允差±80mg，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

4.1 靈敏系數(shù)

4.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表

標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量 u（xi）u（P）不確定度來(lái)源 標(biāo)確輸入量P的不確定度主要來(lái)源于電子秤的測(cè)量重復(fù)性、電子秤的偏載、電0 u（m）準(zhǔn)不定度靈敏系數(shù)Ci u（Xi）vi源電壓波動(dòng)砝碼.330.3376 0.046 Ci 1 -1 0.04650

4.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算

輸入量P與m彼此獨(dú)立不相關(guān)，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度時(shí)按下式

4.4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的有效自由度

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的有效自由度veff為

將合成標(biāo)準(zhǔn)不確定的有效自由度veff估算為50。

5 擴(kuò)展不確定的評(píng)定

取置信概率95%，按有效自由度，查t分布表得到：

擴(kuò)展不確定度

6 測(cè)量不確定度的報(bào)告與表示

電子計(jì)價(jià)秤示值誤差測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為：

[1]JJF 1059-1999，測(cè)量不確定度評(píng)定與表示[S].

[2]常用測(cè)量不確定度評(píng)定方法及應(yīng)用實(shí)例[M].