數字指示秤示值誤差測量結果的不確定度評定

陳潔艷++陳翔宇

【摘 要】 衡器行業是一個歷史悠久的行業，并且隨著全球經濟的快速發展，商業貿易逐漸的頻繁，衡器的作用也越來越被人們重視，衡器的技術水平以及產品的質量直接關系到國家經濟科學的研究、貿易和國防的發展。為維護市場貿易秩序的健康發展，用于貿易結算領域的工作計量器具均應實施強制計量檢定。本文以市場上最常見的數字指示秤為研究對象，開展示值誤差測量結果的不確定評定研究。

【關鍵詞】 數字指示秤 ?計量檢定 ?不確定度評定

衡器是商業貿易結算領域中的一種計量器具。過去人們稱計量為“度量衡”。在我國最早出現于夏朝;春秋戰國時期已掌握了杠桿原理，但在相當長的時期內計量標準不一，較為混亂，直到秦統一天下后，才統一了度量衡標準;宋朝時期出現了準確度達到40mg的戥秤，標志著當時的衡器已具有相當可觀技術水準。隨著社會發展，各種先進的數字指示秤不斷出現，對貿易結算準確度的要求也不斷提高。因此，對數字指示秤示值誤差結果的不確定度評定非常必要。

1 概述

（1）適用范圍：適用于數字指示秤示值誤差測量結果的不確定度評定。（2）引用文件：JJG 539-1997《數字指示秤》;JJF-1059.1-2012《測量不確定評定與表示》。（3）測量對象：級數字指示秤，規格DS-788型，最大秤量15kg，檢定分度值e=d=5g。（4）測量環境條件：溫度（-10～40）℃。（5）測量標準：M1等級標準砝碼。（6）測量過程：采用直接加標準砝碼來測量數字指示秤的示值誤差，可得標準砝碼與數字指示秤實際值之差，即為數字指示秤的示值誤差。（7）評定結果的使用：在符合上述條件下的測量結果，一般可直接使用本不確定度的評定結果。

2 數學模型

E=P-m ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

式中：E——數字指示秤示值誤差（kg）;

P——一定砝碼質量作用下數字指示秤的示值（kg）;

m——所加砝碼的標準質量值（kg）。

方差的靈敏系數

由（1）式得方差

得： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

3 輸入量的標準不確定度評定

3.1 測量不確定度來源

（1）輸入量P的標準不確定度（P）主要由以下因素決定：1）測量重復性誤差引起的測量不確定度;2）砝碼在秤盤上的偏載引起的測量不確定度;3）電源電壓波動引起的測量不確定度。（2）輸入量m 的標準不確定度（m）主要是由M1等級砝碼的質量誤差引起。

3.2 輸入量（P）的評定

（1）測量重復性誤差引起的標準不確定度（P）的評定：在重復性條件下，用質量為15kg的M1等級砝碼對被檢秤進行10次的重復測量，得到以下測量結果（如表1所示）：

所以0.00024kg

（2）偏載引起的標準不確定度（P）的評定：在進行偏載試驗時，用最大秤量13的砝碼，放在14秤臺面積中，最大值和最小值之差一般不超過1e，半寬=0.0025kg，而在秤量示值檢定時，放置砝碼的位子偏離較小，此時的偏載誤差遠小于偏載試驗時的偏載誤差。假設此時的誤差為偏載實驗時的13，并服從均勻分布，所以

=0.00048kg

（3）電源電壓波動引起的標準不確定度（P）的評定：電源電壓在規定條件下的變化，可能引起的示值變化為±15e，即±0.001kg，且服從均勻分布，則0.00058kg

（4）輸入量（P）的合成：輸入量I的以上分項互不相關，則

=0.00079kg

3.3 的評定

查JJG 99-2006 《砝碼》檢定規程，得質量為15kg的M1等級砝碼的質量允差為±0.00075kg，則標準不確定度為

kg

4 合成標準不確定度的評定（表2）

合成標準不確定度的計算=0.00090kg

5 擴展標準不確定度

將合成標準不確定度的有效自由度估算為100，置信概率取95%，則包含因子k=2，因此，在測量數字指示秤15kg點示值誤差時的最終擴展不確定度為：U=1.8g。

6 結語

隨著科學技術的不斷進步，對質量和計量工作的要求也越來越高，更多精度高、穩定性好、操作簡便的數字指示秤將不斷涌現。為保障數字指示秤的示值誤差在可控范圍內，在日常檢定工作中，必須對示值誤差的不確定度加以評定，以確保數字指示秤能滿足在貿易結算中發揮公平交易的作用。

參考文獻

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