電子天平稱量質量的不確定度評定

楊紅亮 楊春武

【摘??要】隨著社會的不斷進步以及科技技術水平的不斷提升，有效的促進了我國電子工程技術的發展。而技術的創新也有效的簡化了天平的操作，并且還縮短了天平的稱量時間。因此，電子天平的使用能夠適應各種生產環境，故其可直接應用于生產過程中。其中，電子天平的稱量原理主要就是通過作用于物體上的重力來確定物體的質量，并采用數字指示來輸出測量結果。而做好電子天平秤量質量的不確定度評定工作，就能在一定程度上有效的提高測量結果的精準性，確保能夠降低測量誤差。

【關鍵詞】電子天平;秤量質量;不確定度;評定

引言

電子天平具有秤量迅速、使用方便等優勢，故其受到了各個行業的廣泛應用。而電子天平秤量的不確定度是影響測量結果的主要因素，倘若不做好評定工作，就會給最終測量結果的精準性帶來影響。因此，我們就應合理的評定電子天平秤量質量的不確定度，確保能夠有效的降低秤量結果的誤差，充分的發揮出電子天平的使用優勢，以此就能更好的為各個行業的發展提供服務。本文就針對電子天平秤量質量的不確定度評定展開具體的分析與討論。

一、電子天平檢定概述

為了有效的降低測量結果的誤差，提高測量結果的精準性，在開展電子天平工作之前，就應按照計量行業的有關檢定過程來有效的對天平開展準確度的測量和校準工作，避免給后續計量工作的展開帶來影響。因此，在具體開展檢定工作時，檢定工作人員就應嚴格的遵循檢定標準，并設計較為合適的檢定方法，確保實現對數據的高效化處理。其中，隨著我國經濟水平的不斷提升以及科技技術的不斷創新，就在一定程度上增加了現代產品的計量檢定內容。而就針對當前的計量檢定工作而言，其檢定內容主要分為：計量單位、計量器具、量值傳遞、檢驗物理常量以及檢驗不確定度和數據處理等多個部分。其中，實現計量單位的讀取復現計量基準器具是在檢定時所采用的主要計量器具。但是，檢定工作的展開還受多項因素的影響，像：計量器具的準確性、計量樣品選取的合理性以及檢測數據的處理狀況都是影響電子天平測量結果的主要因素。

其中，在對電子天平秤量質量的不確定度進行評定時，主要采用的測量方法為直接比較法。在檢定時，首先應在天平上放置標準砝碼，當天平的力矩達到平衡后，來讀取天平的平衡位置，此時所讀取的位置值即是測量天平秤量標準的砝碼值。其中，電子天平在檢定過程中的隨機性和系數效應都會導致最終測量的不確定度，而導致這一狀況出現的主要原因是由于標準砝碼的不確定度、電子天平的計量性能和環境條件等因素造成的。因此，在檢定時，主要有兩類標準測量標準：第一類為A類，該類標準的不確定度主要是以測量值的平均值來作為被測量值的估計，并且根據平均值的實驗標準差來測量出最終測量結果的不確定度。而B類的不確定度較A類不同的是：其可以通過標準砝碼所提供的檢定標準證書上的不確定度和國家標準所給出的重復性而進行最終確定。

二、評定過程

在評定電子天平秤量質量的不確定度時，所參考的測量依據主要為：JJG1036-2008《電子天平檢定規程》，而測量標準主要就是依據JJG99-2006《砝碼檢定規程》中所給出的200g砝碼的擴展不確定度而確定的。其中，該項檢定工作開展的主要參考的環境溫度為：（20±1）℃，相對濕度為（40-60）%RH。在測量時，所測量的對象主要為：電子天平SartoriousBSA224S，最大量程為220g，d=0.0001g，出廠編號為25792390。整個測量過程主要采用的是直接測量法。

三、評定電子天平稱量質量不確定度的方法

（一）、重復性誤差的測量

在測量重復性誤差時，主要就是在開展重復性測量實驗時，用電子天平的最大載荷或者電子天平的二分之一載荷來對天平進行反復測量，確保能夠測量出所存在的誤差。而為了有效的提高測量結果的精準性，所測量的次數應不少于6次，否則就會影響最終的測量結果。經過測量可知，該類不確定度的測量主要屬于A類，此時我們就可以采用極差法來計算出重復性誤差vr：vr=Imax-Imin，其中，Imax主要表示平衡位置的最大值，而Imin則表示平衡位置的最小值。在具體測量時，倘若對天平重復測量9次，當測量值接近正態分布規律時，在計算測量結果的實驗標準差時，就可采用如下的評定方式，即：s=（xi）=vr/C=012/2197=01067mg=ur，其中，C為極差系數【1】。

（二）、線性誤差的測量

線性誤差的不確定度主要由：線性誤差不確定度和加載標準砝碼不確定度兩部分確定的。其中，在具體檢定時，通常采用最大加載砝碼的標準不確定度來計算uA。而在對線性誤差進行測量時，通常是采用E2標準，此時最大的加載砝碼為200g，而根據砝碼的檢定規程可知，砝碼質量所依據的主要誤差為13mg。

（三）、檢定測量的注意事項

誤差是在進行實驗時所不可避免的。測量過程中出現失誤、測量儀器本身所具備的誤差以及實驗方法所存在的缺陷都會給最終的測量結果帶來影響。因此，在展開相應的檢定測量實驗時，就應控制相應的操作行為，確保能將誤差控制在合理的范圍之內，以此才能提高實驗數據的精準性。實驗人員在開展實驗時，就應確保計讀時間的誤差不超過標準表準確度等級的1/10，此時就能有效的降低測量結果的誤差率。而在每一負載下，對應至少展開兩次測量工作，并取平均值來作為最終的測量結果，倘若算得的相對誤差等于基本誤差限的80%-120%，此時應再次進行測量，并將這兩次和前兩次測量的平均值作為測量結果。此時，在進行實驗時，儀器在使用時會由于結構磨損等原因而出現偏差，此時就會產生計量偏差。因此，在進行實驗計算時，就應將變差計入到誤差計算的過程中，確保提高最終測量結果的精準性。而當測量完誤差之后，還應將被檢表放置在室溫下24h，等處于標準條件后，且當溫度處于平衡后，對基本誤差進行再次測量，且測量的結果不應超過該表的基本誤差限。

結論

不斷的做好電子天平稱量質量的不確定度的評定工作，對于有效的提高天平測量結果的精準性，提高電子天平的使用質量以及充分的發揮出電子天平的使用優勢，給各個行業的發展提供服務都具有至關重要的作用。因此，就應首先認識與了解電子天平檢定概述，進而對評定過程以及評定電子天平稱量質量不確定度的方法展開論述，確保能夠有效的提高電子天平測量結果的精準性，有效的降低測量誤差，以此就能提高電子天平的應用范圍。

參考文獻：

[1]王開宇，張露月，王雪梅，左惠君，吳帥.電子天平稱量質量的不確定度評定[J].中國石油和化工標準與質量，2019，39（18）：40-42.

作者簡介：

楊紅亮（1973.05-）男;漢;新疆沙灣人;中級職稱;大專學歷，研究方向：質量檢測。

（作者單位：沙灣縣質量與計量檢測所）