數字指示秤示值誤差測量結果的不確定度評定

喬國強

1 概述

1.1 測量依據

JJG539-1997《數字指示秤》國家計量檢定規程。

1.2 測量環境條件

溫度：（-10～40）℃。

1.3 測量標準

F2級砝碼，根據JJG99-2006《砝碼》國家檢定規程中給出100mg～5kg砝碼質量的最大允許誤差應該為±（0.16～80）mg。

1.4 被測對象

精度等級為3級的多分度值電子計價秤，稱量范圍與分度值為（0～3）kg/1g；（3～6）kg/2g；（6～15）kg/5g。

1.5 測量過程

依據檢定規程，從零點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。測試至少要選5個稱量。每個稱量示值與標準砝碼之差即為示值誤差。

1.6 評定結果的使用

符合上述條件下的測量結果，可使用本不確定度的評定法。

2 數字模型

根據定義：數字指示秤示值誤差△E為：

△E=P-m

式中△E——為電子計價秤示值誤差；

P——電子計價秤示值；

m——標準砝碼質量值。

3 輸入量的標準不確定度評定

3.1 輸入量P的標準不確定度u（P）的來源

主要是電子計價秤測量重復性u（P1），電子計價秤偏載誤差 u（P2）以及示值隨電源電壓變化 u（P3）。

3.1.1 電子計價秤測量重復性引入的標準不確定度分項u（P1）評定

取一臺精度等級為3級，稱量范圍與分度值分別為（0～3）kg/1g；（3～6）kg/2g；（6～15）kg/5g 的多分度值電子計價秤作為被測對象，用固定砝碼在5kg稱量點連續測量10次，測量結果如下（單位kg）：

因實際檢定時取單次測量值，故該結果的標準不確定度為 u（P1）=SP1=0.16g

自由度 vp1=n-1=9

3.1.2 電子計價秤的偏載誤差引起的標準不確定度分項u（P2）的評定

電子計價秤進行偏載試驗時，用最大稱量1/3的砝碼，放置在1/4秤臺面積中，最大值與最小值之差一般不會超過2 g，半寬a=1g，而測量時放置砝碼的位置較為注意，偏載量遠比做偏載試驗時少，假設其誤差為偏載試驗時的1/3，并服從均勻分布，包含因子

3.1.3 電源電壓穩定度引起的標準不確定度分項u（P3）評定

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

3.1.4 輸入量P的標準不確定度的計算

由于輸入量P的分項彼此獨立不相關，因此

3.2 輸入量m的標準不確定度評定

輸入量m的不確定的可以按OIMLR111砝碼國際建議的約定，對低準確度級砝碼的標準不確定度等于允差表規定的最大允許誤差的。

查表得到5kg砝碼，允差±80mg，其標準不確定度

4 合成標準不確定度的評定

4.1 靈敏系數

4.2 標準不確定度匯總表

標準不確定度分量 u（xi）u（P）不確定度來源 標確輸入量P的不確定度主要來源于電子秤的測量重復性、電子秤的偏載、電0 u（m）準不定度靈敏系數Ci u（Xi）vi源電壓波動砝碼.330.3376 0.046 Ci 1 -1 0.04650

4.3 合成標準不確定度的計算

輸入量P與m彼此獨立不相關，合成標準不確定度時按下式

4.4 合成標準不確定度的有效自由度

合成標準不確定度的有效自由度veff為

將合成標準不確定的有效自由度veff估算為50。

5 擴展不確定的評定

取置信概率95%，按有效自由度，查t分布表得到：

擴展不確定度

6 測量不確定度的報告與表示

電子計價秤示值誤差測量結果的擴展不確定度為：

[1]JJF 1059-1999，測量不確定度評定與表示[S].

[2]常用測量不確定度評定方法及應用實例[M].