電子秤測量結果的不確定度評定

(連江縣產品質量檢驗所 福建 福州 350500)

引言

電子秤是將被稱物置于承載器上，稱重傳感器將重量轉換為電信號并通過數據處理及計算，再由秤的指示裝置顯示出稱量結果。其主要由承載器、稱重傳感器、稱重指示器組成，采用整體結構的形式或者是分體結構的形式。本文依據數字指示秤檢定規程的要求，對電子秤的測量結果的不確定度進行評定，對電子秤檢定的準確與否具有重要意義。

一、概述

1.測量依據：《JJG539-2016 數字指示秤檢定規程》

2.測量標準：M1等級標準砝碼：1g～20kg，標稱質量為0.1e的附加砝碼10個。

3.環境條件：溫度：-10℃～40℃

4.被測對象：本次評定以常用的ACS-30電子秤為例進行評定，準確度等級 Ⅲ○，Max=30kg，e=10g。

5.測量過程：采用在承載器上直接加卸載砝碼L,通過閃變點的方法確定其化整前的誤差E。

6.評定結果的使用：本次通過評定電子秤的5kg(500e)的測量點進行，其它測量點的示值誤差不確定度可參照本次評定。

二、數學模型

E=P-L=I+0.5e-L-△L

公式(1)

式中：E—電子秤化整前的誤差；

P—電子秤化整前的示值；

I—電子秤的示值；

L—載荷；

ΔL—加載至下一個示值所加的附加載荷。

三、方差和靈敏系數

由公式(1)得方差傳播公式：

公式(2)

式中：u(E)—示值誤差的測量不確定度；

u(I)—由電子秤示值引入的不確定度分量；

u(L)—由標準砝碼引入的不確定度分量；

u(ΔL)—由附加載荷引入的不確定度分量。

靈敏系數

因此，

u2(E)=μ2(I)+μ2(L)+μ2(ΔL)

公式(3)

由于實際測量時附加標準砝碼的值和誤差均很小，對測量結果不確定度的影響很小，可以忽略不計。式(3)可簡化為

u2(E)=μ2(I)+μ2(L)

公式(4)

四、各輸入量的標準不確定度評定

(一)由電子秤示值引入的標準不確定度分量u(I)的評定

u(I)不確定度主要來源于電子秤測量重復性、分辨力以及電子秤的偏載誤差。由于在做測量時，放置的砝碼的位置一般在中心區域，因此電子秤偏載誤差引入的不確定度可以忽略不計。

1.由測量重復性引入的標準不確定度分項u1(I)的評定

500e的稱量點在重復性條件下，用500e的標準砝碼對電子秤進行3次連續測量，采用A類評定方法，用極差法估計。5kg(500e)三次測得值為5001g，5000g，5000g。

R=(5001-5000)g=1g

s=R/C=1g/1.69=0.59 g

由于實際測量中僅測量1次，因此u1(I)=s=0.59g

2.由分辨力引入的標準不確定度分項u2(I)的評定

3.由電子秤示值引入的標準不確定度分量u(I)

(二)由標準砝碼誤差引入的不確定度分量u(L)的評定

五、合成標準不確定度的評定

六、擴展不確定度的評定

取k=2，電子秤在5kg稱量點的其擴展不確定度U=2×u(E)=2×0.7g=1.4g

七、測量結果不確定度的報告與表示

電子秤在5kg稱量點示值誤差的擴展不確定度為U=1.4g,它是由合成標準不確定度0.7g與包含因子k=2的乘積。

八、測量結果的不確定度評定結果分析