論重力式自動(dòng)裝料衡器測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定

摘 要：對(duì)事物進(jìn)行不確定度評(píng)價(jià)是為了對(duì)測(cè)量結(jié)果有一個(gè)更加準(zhǔn)確的評(píng)定，因此，重力式自動(dòng)裝料衡器測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)價(jià)，對(duì)于我們掌握重力式自動(dòng)裝料衡器測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度等級(jí)有著重要的意義。本文主要從評(píng)定依據(jù)、方法、結(jié)果等多個(gè)方面就重力式自動(dòng)裝料衡器測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定的相關(guān)問題做一番分析。

關(guān)鍵詞：重力式自動(dòng)裝料衡器；測(cè)量結(jié)果；不確定度評(píng)定

專業(yè)理論上的不確定度質(zhì)的是與測(cè)量結(jié)果具有相同量綱的某一數(shù)值，且通常將此數(shù)值記為U（U>0），在進(jìn)行不確定度評(píng)定時(shí)，測(cè)量結(jié)果x與不確定度數(shù)值會(huì)構(gòu)成一個(gè)以測(cè)量結(jié)果為中心的區(qū)間（x-U，U-x），其中，不確定度數(shù)值是此區(qū)間的半寬。且因?yàn)闇y(cè)量結(jié)果的不確定性，由測(cè)量結(jié)果與不確定值組成的區(qū)間也是一個(gè)隨機(jī)區(qū)間，但是在區(qū)間中的U值保持不變；2U為此區(qū)間的全寬度，此全寬度區(qū)間為（x-U，x+U），此區(qū)間在評(píng)定、計(jì)算的過程中以95%的概率套住真值【1】。在明確上述要素后，下文對(duì)重力式自動(dòng)裝料衡器測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定做具體的分析探討。

1構(gòu)成不確定度的因素

一般情況下，測(cè)量結(jié)果的不確定度都由以下幾種因素構(gòu)成：（1）在測(cè)量過程中存有為查明的系統(tǒng)誤差；（2）真值具有不確定性，獲得的數(shù)據(jù)存在一個(gè)變化的幅度；（3）主、客觀因素導(dǎo)致的隨機(jī)誤差；（4）所查明的系統(tǒng)誤差的修正值具有不確定性，即修正數(shù)據(jù)的不確定度【2】。

2不確定度評(píng)定依據(jù)

在進(jìn)行重力式自動(dòng)裝料衡器測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定時(shí)，需要嚴(yán)格按照《重力式自動(dòng)裝料衡器（定量自動(dòng)衡器）》JJG564-2002的檢定規(guī)程進(jìn)行不確定度的評(píng)定【3】。在進(jìn)行檢定時(shí)選擇的標(biāo)準(zhǔn)器為M1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)砝碼，以及一定數(shù)量的物料。而進(jìn)行評(píng)定的方法則是需要采用集成法，具體評(píng)定步驟如下：嚴(yán)格按照《重力式自動(dòng)裝料衡器（定量自動(dòng)衡器）》JJG564-2002的要求選擇一個(gè)適宜的預(yù)設(shè)裝料值質(zhì)量；其次，結(jié)合相關(guān)參數(shù)以及計(jì)算公式進(jìn)行誤差以及數(shù)值的計(jì)算，計(jì)算的內(nèi)容有裝料預(yù)設(shè)值的誤差以及所有的裝料平均值，同時(shí)精準(zhǔn)計(jì)算出裝料平均值與每一裝料值的誤差，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果準(zhǔn)確確定出準(zhǔn)確度等級(jí)。

3重力式自動(dòng)裝料衡器測(cè)量模型與原理

3.1靜態(tài)測(cè)量與數(shù)學(xué)模型

靜態(tài)測(cè)量方法是一種準(zhǔn)確度較高的測(cè)量方法，在采用靜態(tài)測(cè)量法對(duì)重力式自動(dòng)裝料衡器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，涉及到以下幾大數(shù)值：一是荷載的標(biāo)稱值m，此數(shù)值在測(cè)量的數(shù)學(xué)模型中為L(zhǎng)，二是裝料衡器進(jìn)行化整前的數(shù)值，即數(shù)學(xué)模型中的P，三是裝料衡器化整前示值的誤差或是示值誤差，為數(shù)學(xué)模型中的E。在采用靜態(tài)實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行測(cè)量時(shí)，要在裝料衡器的承載器上直接加上砝碼，然后直接讀取裝料衡器表示出的數(shù)值：E=P-L【4】。

3.2物料實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)模型

在進(jìn)行重力式自動(dòng)裝料衡器進(jìn)行測(cè)量時(shí)也常采用物料實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行測(cè)量，此測(cè)量方法的測(cè)量步驟如下：將裝量衡器上已經(jīng)稱量好的試驗(yàn)裝料再次放置到控制衡器上進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)過再次的測(cè)量以此去確定出裝料的約定真值。在采用物料實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行測(cè)量時(shí)，會(huì)涉及到以下幾個(gè)數(shù)據(jù)：裝料數(shù)量的平均值（x），物料控制衡器的市值（I），裝料平均值與每次裝料數(shù)值的偏差（md）。在得出上述幾組數(shù)據(jù)后，就可以根據(jù)具體的數(shù)學(xué)分析與相關(guān)要求，構(gòu)建起物料實(shí)驗(yàn)測(cè)量的數(shù)學(xué)模型，即md=I-x【5】。

4重力式自動(dòng)裝料衡器測(cè)量不確定度計(jì)算

在進(jìn)行重力式自動(dòng)裝料衡器的測(cè)量不確定度計(jì)算時(shí)，客觀環(huán)境需要滿足以下條件：空氣濕度50%，同時(shí)環(huán)境溫度20攝氏度。其次，在進(jìn)行計(jì)算時(shí)按照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)確定準(zhǔn)確度等級(jí)。下面我們將以最大裝料質(zhì)量為50千克，以準(zhǔn)確度等級(jí)為X（I）級(jí)的裝料衡器為例分析說(shuō)明測(cè)量不確定度的具體計(jì)算。

（1）在重力式自動(dòng)裝料衡器測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確是因?yàn)榭刂坪馄鞑粶?zhǔn)的情況下的不準(zhǔn)確度分量u（I）：在控制衡器的選擇方面，選擇準(zhǔn)確度等級(jí)為III的電子稱，確定e=20g，Max=100kg，并且設(shè)定在計(jì)算前重新進(jìn)行檢定并且合格，那么就可以計(jì)算得出在這種條件下，50g稱重量時(shí)電子臺(tái)秤的最大允許誤差數(shù)值為1.5e上下，在得出此數(shù)值后，我們以均勻分布來(lái)分析計(jì)算機(jī)此數(shù)值在不確定度計(jì)算中的作用，在經(jīng)過計(jì)算后最終得到u（I）=17.32（g）、u（I1）=3.78（g）這兩組數(shù)值【6】。

（2）在重力式自動(dòng)裝料衡器測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確是因?yàn)轫来a質(zhì)量值不準(zhǔn)的情況下的不準(zhǔn)確度合成u（m）計(jì)算：設(shè)定由一個(gè)10克與兩個(gè)20克的砝碼共同組成50kg的靜態(tài)荷載，并結(jié)合砝碼的實(shí)際值相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量不確定度的合成計(jì)算。在計(jì)算之間已經(jīng)得知重量為20kg，準(zhǔn)確度等級(jí)為MI級(jí)砝碼的最大允許差值為1g，重量為10kg，準(zhǔn)確度等級(jí)為MI級(jí)砝碼的最大允許差值為0.5g，在得出上述數(shù)值后，我們按照不確定數(shù)值的相關(guān)計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算，并最終得到u（m）=1.44（g）的數(shù)據(jù)。

（3）在裝料衡器數(shù)字示值分辨率不精準(zhǔn)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差的不確定值的計(jì)算中，依舊按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定出具體的計(jì)算環(huán)境與計(jì)算條件，按照與之相應(yīng)的數(shù)學(xué)測(cè)算模型進(jìn)行計(jì)算，最終得到的數(shù)據(jù)為u（z）=0.29（g）；在合成度不確定度的計(jì)算中，得出的數(shù)據(jù)為ue（e）=1.44（g）；在靜態(tài)示值的擴(kuò)展不確定度的計(jì)算中，得出的不確定度數(shù)據(jù)為U=2.88g。

5不確定度結(jié)果評(píng)定

（1）X（I）級(jí)重力式自動(dòng)裝料衡器試驗(yàn)時(shí)平均值與每次裝料的最大允差為208g，經(jīng)對(duì)比分析，符合要求；（2）X（I）級(jí)重力式自動(dòng)裝料衡器試驗(yàn)時(shí)預(yù)設(shè)值最大允差為70g，符合要求；（3）X（I）級(jí)重力式自動(dòng)裝料衡器靜態(tài)試驗(yàn)時(shí)最大允差為0g，符合要求。

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作者簡(jiǎn)介：

蔡志軍，女，工程師。工作單位：沈陽(yáng)市市場(chǎng)監(jiān)管事務(wù)服務(wù)與行政執(zhí)法中心。