数字指示秤校准结果测量不确定度评估

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1、数字指示秤校准结果测量不确定度评估　　摘要：本文以JJG539-1997《数字指示秤检定规程》为依据，给出了数字指示秤测量结果不确定度的分析方法和评定结果。Abstract：AccordingtoJJG539-1997DigitalIndicatingScaleCalibrationRegulation，thispapergivestheanalysismethodandevaluationresultsofmeasurementuncertaintyofdigitalindicatingscale.关键词：数字指示秤；测量结果；不确定度Keyw

2、ords：digitalindicatorscale；measurementresults；uncertainty中图分类号：TH7文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）04-0289-021概述1.1测量依据：JJG539-1997《数字指示秤检定规程》；JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》。1.2计量标准：衡器检定装置，测量范围1mg-100t，详见表1。1.3被测对象：数字指示秤，最大秤量（3kg～100t）。1.45测量方法：将砝码加载到数字指示秤承载器上，采用“闪变点”法或“内分法”确定数字指示秤化整前的示

3、值误差。按照JJG539-1997《数字指示秤检定规程》的要求进行重复性、偏载、称量和鉴别力等试验，并判断误差是否符合要求。2数学模型E=I-m，式中：E—示值误差；I—被检秤显示值；m—标准砝码的质量值。根据数学模型可知：E=f（I，m）。3不确定度传播率u■c（E）=c■■u■（I）+c■■u■（m），式中，灵敏系数c1=1，c2=-1。4输入量的标准不确定度评定4.1标准砝码的质量值不准引起的不确定度u1；砝码的质量允差为mpe，把允差分布作为均匀分布进行处理，k=■，则此时的不确定度分量为u=mpe/■，由砝码组合引入的测量不确定度就是每

4、个砝码允差的累加，即u1=∑ui。4.2附加砝码引起的不确定度u2；附加砝码的质量允差为mpe△，按均匀分布进行处理，k=■，不确定度分量为：u2=mpe△/■。采用“闪变点”确定示值误差时，由于附加砝码的质量较小，由其引起的不确定度分量可以忽略。4.3数字示值的分辨力引起的不确定度u3；5用砝码对数字指示秤进行检定时，通常采用“闪变点”法确定数字指示秤化整前的示值误差。采用“闪变点”法可使数字示值的分辨力δx变为0.1e。即使这样，也无法完全消除数字示值化整带来的不确定度。以分辨力的区间半宽度作为化整的最大值，数字示值化整分布服从均匀分布，k=

5、■，则此时的不确定度分量为：u=（δx/2）/■=δx/2■=0.29δx=0.29×0.1e=0.029e。4.4相同条件下数字指示秤的重复性引起的不确定度u4；数字指示秤检定规程中要求进行三次重复性测试，根据JJF1059-1999可知：u4=■=■，当测量次数n＝3时，C＝1.69，xmax是三次测量中的最大值，xmin是三次测量中的最小值。4.5测量方法与规定的方法和程序不一致引起的不确定度u5；4.6人员误差引起的不确定度u6；4.7环境（如温度、湿度、振动、干扰）对测量结果的影响引起的不确定度u7。数字指示秤使用环境温度范围通常为（－

6、10～＋40）℃，相对湿度不大于75%RH。检定工作通常是在相对稳定的环境条件下，由合格的技术人员按照检定规程中的程序和方法进行的，因此可以不考虑不确定度来源中影响较小的u5、u6、u7。5标准不确定度分量标准不确定度分量一览表见表2。分辨力、重复性量个不确定度来源取数值大的分量计算合成不确定度。6合成标准不确定度5标准不确定度的合成：u■（E）=■7扩展不确定度扩展不确定度为：U（E）=k·uc（E），k=2。8对不同测量范围、不同分度值的数字指示秤进行不确定度评估8.1不确定度计算数字指示秤的重复性为零时，测量不确定度为最佳测量不确定度，此时

7、只考虑分辨力引入的不确定度分量。以某公司SCS-100型，e=50kg，最大秤量100t电子汽车衡，以最大秤量点100t为例，其不确定度分量及计算见表3。8.2不同分度值的数值指示秤在相应测量点的不确定度列表，表4，表5以及表6分别为不同分度值秤在不同测量点的不确定度。表格中所列测量点以外的测量点的扩展不确定度计算公式：被检数字指示秤分度值为e，测试载荷为m，表中相邻的两个测量点为m1、m2，满足m1＜m＜m2，查表可得在m1载荷点的扩展不确定度为U1，在m2载荷点的扩展不确定度为U2，可由下列公式计算得到在m载荷点的扩展不确定度U：（m1-m）

8、/（m1-m2）=（U1-U）/（U1-U2）。综上述，数字指示秤的测量不确定度一般可表示如表7所示。参考文献：5[1]李慎安主编.测量