淺談架盤天平示值誤差測量不確定度評定

陳宇陽，付裕芳

（江西省計量測試研究院，南昌 330002）

淺談架盤天平示值誤差測量不確定度評定

陳宇陽，付裕芳

（江西省計量測試研究院，南昌 330002）

通過一系列計算對架盤天平示值誤差測量結果的不確定度評定進行闡述。

架盤天平；誤差；測量

1 概述

架盤天平是測量的重要工具，廣泛應用于醫藥衛生、工礦企業、農業、科技等單位，具有操作簡便、攜帶便捷等特點。但在使用架盤天平進行測量時，容易受到多種因素的影響，使其出現示值出現偏差。針對這種現象，必須對影響誤差進行研究，并對天平進行校準，保證架盤天平的準確性。

1.1 測量依據

JJG 156-2004《架盤天平》

OIML R111砝碼國際建議

JJF 1059-1999《測量不確定度評定與表示》

1.2 環境條件

常溫。

1.3 測量標準

F2等級標準砝碼。

1.4 測量對象

以架盤天平型號JP-100為例，最大稱量100g，檢定分度值e=0.1g。

1.5 測量過程

依據JJG 156-2004《架盤天平》計量檢定規程的規定。用F2等級標準砝碼直接測量架盤天平的各項技術指標，從而得到各項示值誤差。

1.6 評定結果的使用

在符合上述條件下的測量結果，一般可以直接使用該不確定度的評定結果。

2 數學模型

依據JJG 156-2004《架盤天平》計量檢定規程的規定，所以有示值誤差公示：

式中：△m——架盤天平示值誤差；

I——架盤天平測量示值；

m——F2等級標準砝碼值。

3 各輸入量的標準不確定度分量的評定

本評定方法以最大稱量100g檢定分度值e=0.1g的架盤天平為例。依據JJG 156-2004《架盤天平》計量檢定規程的相關規定，F2等級標準砝碼直接測量天平的各項技術指標，從而得到各項示值誤差。

本例中選取最大稱量100g測量點為例進行說明，而其他測量點的示值誤差測量結果的標準不確定度可以參照此方法評定。

（1）輸入量F2等級標準砝碼m的不確定度u1的評定

依據JJG 156-2004《架盤天平》計量檢定規程的規定，檢定100g架盤天平最大稱量時的檢定分度值選取的標準砝碼為0.1g，再根據其最大允許誤差MPE進行計算。如本例中F2等級標準砝碼0.1g的最大允許誤差為±0.16mg，其擴展不確定度為最大允許誤差的三分之一，即U=MPE/3=0.053mg包含因子k=2，則標準不確定度u(m)：

（2）輸入量I的標準不確定度u(I)的評定

選擇100g F2等級標準砝碼，在重復性條件下連續測量10次得到質量差值測量列，如表1所示。

表1 100g F2等級標準砝碼在重復性條件下連續測量10次得到質量差值測量列表

算術平均值：

單詞實驗標準差：

任選兩臺同型號架盤天平，對每臺架盤天平進行5組測量，要求每組測量均在重復性條件下連續測量10次，這樣就可以得到10組測量列。然后，對每組測量列按上述方法進行計算共得到10個單次實驗標準差。見表2所示。

表2 10個單次實驗標準差表

實際工作中，平時檢定校準一臺架盤天平示值重復性誤差只用1次，則為：

標準不確定度：

4 合成標準不確定度的評定

4.1 標準不確定度匯總表（見表3）

表3 標準不確定度匯總表

4.2 合成標準不確定度的計算

以上各分量相互獨立，合成標準不確定度為：

5 擴展不確定度的評定

6 測量結果的擴展不確定度為

7 測量不確定度報告

架盤天平在100g最大稱量的示值誤差測量結果的擴展不確定度是：

在架盤天平的使用中難免會受到環境因素和人為因素的影響，使天平失去原來的準確性，造成測量上的誤差，對于這種問題，要對架盤天平示值誤差結果進行不確定性評定，通過對其輸入量標準的評定，確定其是否存在測量上的偏差，并對架盤天平加以調整，使其滿足測量要求，更好地服務于測量工作。

[1] JJG156-2004,架盤天平檢定規程[S].北京:中國計量出版社,2004.

[2] JJF1059.1-2012,測量不確定度評定與表示[S].北京:中國計量出版社,2012.

[3] 趙亞軍.天平 砝碼 秤測量不確定度評定[M].中國質檢出版社,2012.

The Analysis and Expression of Uncertainly of Tabla Balances

CHEN Yu-yang, FU Yu-fang
(Jiangxi Institute of Metrology and Testing, Nanchang 330002, China)

This paper describes the uncertainly assessment of indication error measurement of frame-pan balance according to a series of calculations.

frame-pan balance; indication error; measurement

TH715.1+1

A

1672-6286(2016)7-0051-3

陳宇陽（1988—），男，山西高平人。助理工程師，碩士，主要從事質量、轉速的計量工作。