探析重力式自動裝料衡器測量結(jié)果的不確定度

李西　張長水

摘要：作為計(jì)量工具的重力自動裝料衡器，廣泛應(yīng)用于化學(xué)、醫(yī)藥、食品和定量負(fù)荷鏈的行業(yè)。主要的分析和解釋涉及重力自動裝料裝置在市場上應(yīng)用時(shí)測量的不確定性、其裝置的監(jiān)管要求、實(shí)驗(yàn)測量方法和數(shù)學(xué)模型，以及測量的不確定性的評定。

關(guān)鍵詞：重力式;自動裝料衡器;不確定度;評定

重力式自動裝料衡器允許將散裝形式分離的物料，并與預(yù)計(jì)的質(zhì)量載荷相一致，然后裝入固定的容器中。它通常由一個(gè)或多個(gè)自動給料裝置或稱重裝置以及卸載和控制裝置組成。本文件描述的物料通常包括液體和固定材料。其中，液體容器由定量罐裝秤，由不同形式，固體容器稱為定量包裝稱，如下文所述。

一、重力式自動裝料衡器

自動裝料衡器使用越來越受歡迎，越來越貼近人們的生活，它可以自動稱重包裝產(chǎn)品，可以直接出售給用戶。過去，大部分定量包裝秤是機(jī)械秤稱量杠桿式，，勞動強(qiáng)度大，測量不準(zhǔn)確，重量不直觀，不可靠，包裝緩慢。包裝方法不再滿足處理速度的要求。近年來，稱重技術(shù)的不斷普及，自動裝料衡器系統(tǒng)的性能越來越可靠。目前，它在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用。結(jié)果對企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有直接影響，因此企業(yè)掌握重力式自動裝料衡器的維修知識是當(dāng)務(wù)之急，也是必不可少的。其工作原理如下：連接電源后，打開操作開關(guān)并給出操作指令（或生成卸載完成信號）。此時(shí)，如果秤量斗衡（或秤臺）為空，則重量顯示控制器生成可編程的空秤信號。

二、重力式自動裝料衡器不確定度的評定概述

定量稱由機(jī)架、灌裝設(shè)備、承載設(shè)備和給料設(shè)備的重要組成部分。由于物流和材料的物理特性不同，給料也有很大差異。為了提高工作效率，可以提高自動裝料衡器的準(zhǔn)確性，并將給料分成速度慢、速度快的形式。數(shù)值指示器的誤差由閃爍店砝碼代碼確定：如果分度值為e，則在負(fù)載m時(shí)記錄某一時(shí)間段，查看器顯示一段時(shí)間的x值，并附加砝碼1.0e累加，衡器示值隨相應(yīng)的分度值、x+e數(shù)值和承載器△m附加載荷化整前。舍入前示值p為p=x+e/2-φ，誤差公式為E=p-m。例如，某化學(xué)工廠使用10g衡器分度值。本裝置測試公司貨物的凈值，并在支架上安裝500g負(fù)載時(shí)將其顯示調(diào)整為500g。附加砝碼的0.1g重量會慢慢增加到承載器上。如果將載荷增加到0.6g，則屏幕上顯示的值將相應(yīng)地從500g增加到501g。在這種情況下，對于上述測量，請輸入公式p=499.9g，實(shí)際值化整前為499.9g，代入誤差公式E=499.9-500=-0.1g。在進(jìn)行不確定性檢查之前，有必要建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的裝料衡器。這是為了確保u的不確定性始終在該衡器允許的最大MPD1/3偏差范圍內(nèi)，或者可以表示為u≤1/3 mpd。在正常運(yùn)行期間的自動裝料衡器質(zhì)量必須至少為50g，不超過2000kg，并且可以將精度分為類X（0.2）、（0.5）、（1）、2）等級。

三、試驗(yàn)測量方法與數(shù)學(xué)模型建立

本文涉及一種重力自動機(jī)裝料衡器，按照國家標(biāo)準(zhǔn)，以靜態(tài)和動態(tài)材料試驗(yàn)的形式進(jìn)行其評定試驗(yàn)。

1.試驗(yàn)物料。集成驗(yàn)證方法是直接使用材料進(jìn)行稱量償，即使使用衡器準(zhǔn)確確定部件的物料實(shí)際值，在這種情況下，使用內(nèi)分辨率法閃變點(diǎn)衡器利用，確定合并部件之前顯示的值。分離驗(yàn)證方法是材料試驗(yàn)的主要形式。具體而言，材料在控制稱重儀表的支架上稱重，以確定材料的商定實(shí)際價(jià)值。

2.靜態(tài)測試。添加砝碼在自動裝料衡器作為非自動平衡、評估行量值和可跟蹤性。有兩種方法（閃變點(diǎn)和內(nèi)分辨率法）可在化整之前確定實(shí)際值。

3.建立模型。（1）試驗(yàn)物料。通過檢查試驗(yàn)物料的控制衡器來確定商定的實(shí)際值。可以使用閃變點(diǎn)方法收集示值。偏差（MD）的數(shù)學(xué)模型如下所示：公式中：md表示裝料與平均值之間的差異。M表示裝料質(zhì)量的實(shí)際值。d分度值：ΔL承載器附加砝碼的總載荷;x表示裝料的平均質(zhì)量。誤差的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型（BS）：

在：MP裝料預(yù)設(shè)裝料值。Se誤差預(yù)設(shè)值。

（2）靜態(tài)測試。將標(biāo)準(zhǔn)砝碼設(shè)置到承載器上，并通過確定砝碼標(biāo)準(zhǔn)值和初始質(zhì)量顯示值之間的差異來指定值誤差。在數(shù)學(xué)模型中：在公式中：e分度值檢定。E示值誤差是被檢定秤的。ΔEg誤差是受干擾所產(chǎn)生。ΔEc誤差偏載;ΔEs重復(fù)性誤差測量：ΔEd顯示由讀數(shù)誤差是分度值引起。

三、不確定度來源的分析與評定

本文采用25kg、e=10g裝料質(zhì)量，x（0.5）精度的裝料衡器為例，檢驗(yàn)方法是分離對測量的不確定性進(jìn)行了分析。首先，使用標(biāo)準(zhǔn)砝碼校準(zhǔn)控制衡器，在使用閃變點(diǎn)法時(shí)輸入示值誤差，調(diào)整每個(gè)裝料過程的質(zhì)量以確定實(shí)際質(zhì)量，并首先確定不確定性：

1.砝碼標(biāo)準(zhǔn)誤差（由于小砝碼添加到閃變點(diǎn)的重量較輕，因此可以忽略低不確定性）

2.材料的多次測量。（1）砝碼標(biāo)準(zhǔn)引入導(dǎo)致u（m）25kgF1的不確定性，±125mg誤差。根據(jù)均勻分布，采用砝碼標(biāo)準(zhǔn)分量不確定度：

3.不確定度擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)。若要提高置信水平不確定度，請使用系數(shù)k=2表示擴(kuò)展不確定度u=k x UC（x）=2 x 7.65=15.3g。不確定度相對擴(kuò)展urel=u/25000=0.07%。

隨著技術(shù)的發(fā)展，自動裝料衡器的引力開始逐漸融入，不斷發(fā)展和應(yīng)用的預(yù)包裝商品的銷售流程。控制自動裝料衡器已成為當(dāng)前政府、流通部門和制造商的優(yōu)先事項(xiàng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李輝.從國際建議OIMLR76漫談非自動衡器枝術(shù)規(guī)范的差異化管理[C].第十五屆稱重技術(shù)研討會論文集，2019，4.

[2]趙瑞.關(guān)于影響衡器檢定準(zhǔn)確度的因素與其處理探究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（36）：192～193.

[3]吳偉.基于衡器檢定的準(zhǔn)確度及常見問題處理對策探討[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019，26（23）：44+46.

[4]劉濤.處理對策探討重力式自動裝料衡器不確定度的評定[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019，22（14）：55+56.