電子計(jì)價(jià)秤測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定
2013-06-04 07:09:12廖惠霞
廖惠霞
【摘 要】通過(guò)對(duì)15kg電子計(jì)價(jià)秤的示值誤差分析，依據(jù)JJG99-2006《砝碼檢定規(guī)程》、JJG539-1997《數(shù)字指示秤檢定規(guī)程》和JJF1059-1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》的規(guī)定，對(duì)其示值誤差進(jìn)行不確定度的評(píng)定。
【關(guān)鍵詞】電子計(jì)價(jià)秤；測(cè)量結(jié)果；不確定度評(píng)定
1.概述
1.1評(píng)定依據(jù)
JJF1059-1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》。
1.2測(cè)量依據(jù)
JJG539-1997《數(shù)字指示秤檢定規(guī)程》。
1.3環(huán)境條件
溫度：-10℃～40℃；相對(duì)濕度：≤70%RH。
1.4測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)
選取M1級(jí)砝碼，查表得砝碼100mg～10kg其|MPE|為±（0.5～500）mg，并取k=2。
1.5被測(cè)對(duì)象
使用中的電子計(jì)價(jià)秤一臺(tái)，屬
1.6測(cè)量過(guò)程
用標(biāo)準(zhǔn)砝碼從零點(diǎn)起從小到最大秤量，然后回程卸砝碼至零點(diǎn)，分段測(cè)量示值與標(biāo)準(zhǔn)砝碼之差為示值誤差。一般情況下，至少選定5個(gè)稱(chēng)量點(diǎn)，即最小秤量、最大秤量、50%最大秤量、500e和2000e。
1.7評(píng)定結(jié)果的使用
測(cè)量不確定度的表征合理地賦予被測(cè)量值的分散性，與測(cè)量結(jié)果相關(guān)的參數(shù)，一切的測(cè)量結(jié)果不可避免地具有不確定度。在符合本評(píng)定條件檢定的同型號(hào)電子計(jì)價(jià)秤，對(duì)其15kg點(diǎn)示值誤差的測(cè)量，一般可使用本次的不確定度評(píng)定結(jié)果。本方法同樣適用于其他示值誤差測(cè)量結(jié)果不確定度的評(píng)定。
2.數(shù)學(xué)模型
△E=P-m
式中：
△E—電子計(jì)價(jià)秤示值誤差；
P—電子計(jì)價(jià)秤示值；
m—M1級(jí)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
本次評(píng)定以電子計(jì)價(jià)秤的最大秤量15kg點(diǎn)為例。
3.1輸入量P的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來(lái)源u（P）主要是電子計(jì)價(jià)秤測(cè)量重復(fù)性、偏載誤差以及示值隨電源電壓變化等
3.1.1電子計(jì)價(jià)秤測(cè)量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)u（P1）的評(píng)定（采用A類(lèi)評(píng)定方法）
用固定的標(biāo)準(zhǔn)砝碼在重復(fù)性條件下，對(duì)電子計(jì)價(jià)秤進(jìn)行6次的連續(xù)測(cè)量，得到測(cè)量結(jié)果為：15.000kg，15.000kg，15.000kg，15.000kg，15.000kg，15.000kg。
測(cè)量結(jié)果為：=x=15.000kg
單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為：s==0g
在實(shí)際測(cè)量中，應(yīng)選同一測(cè)量量加載和卸載兩次的算數(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果，則該測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：
u（P）==0g
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)秤在進(jìn)行偏載試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)選用1/3最大稱(chēng)量的砝碼，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)5g（超過(guò)該秤最大允許誤差即該秤不合格），半寬a=2.5g，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)的1/3，并服從均勻分布，包含因子k=，故其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：
u（P）==0.48g
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）的評(píng)定
電子計(jì)價(jià)秤的電源電壓在規(guī)定條件下變化可能會(huì)造成示值變化0.2e，即1.0g，假設(shè)半寬a=1.0g，并服從均勻分布，包含因子k=，故其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：
u（P）==0.58g
3.1.4輸入量P的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算
因輸入量P的分項(xiàng)彼此獨(dú)立不相關(guān)，故：
u（P）=u（P）+u（P）+u（P）
u（P） =
=
=0.75g
3.2輸入量m的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)u（m）的評(píng)定（采用B類(lèi)評(píng)定方法）
輸入量m的不確定度可在檢定證書(shū)中找到，如檢定證書(shū)中沒(méi)有給出擴(kuò)展不確定度，則可按OIML R111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)不確定度等于砝碼允差表規(guī)定的最大允許誤差的。
經(jīng)查表可得15kg的M1標(biāo)準(zhǔn)砝碼，其最大允許誤差為±0.75g，故其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：
u（m）==0.43g
3.3環(huán)境變化引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)u（P4）
電子計(jì)價(jià)秤在檢定過(guò)程中受到溫度、濕度和室外條件的影響，檢定規(guī)程要求其溫度：-10℃～40℃，相對(duì)濕度：≤70%RH，室外檢定現(xiàn)場(chǎng)無(wú)雨雪及4級(jí)以上風(fēng)力。實(shí)際檢定過(guò)程一般在室內(nèi)，容易控制符合要求的條件，因此可不考慮以上因素引入的不確定度分項(xiàng)u（P4）。
4.合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定
4.1靈敏系數(shù)
c==1 c==-1
4.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總于表1。
表1輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表
4.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算
電子計(jì)價(jià)的輸入量P與m為彼此獨(dú)立不相關(guān)，故其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可按下列公式計(jì)算得到：
u（ΔE）=
·u（P）+
·u（m）=
c·u（p）+
c·u（m）
uc（ΔE）==0.86g
5.擴(kuò)展不確定度的評(píng)定
取置信因子取k=2，故其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：
U=k·u（ΔE）=2×0.86=1.7g
6.測(cè)量不確定度的報(bào)告與表示
15kg電子計(jì)價(jià)秤示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度為：
U=1.7g k=2 （在Max=15kg時(shí)測(cè)量）。
【參考文獻(xiàn)】
[1]JJG99-2006.砝碼檢定規(guī)程.
[2]JJG539-1997.數(shù)字指示秤檢定規(guī)程.
[3]JJF1059-1999.測(cè)量不確定度評(píng)定與表示.
