重力式自动装料衡器测量结果不确定度评定

李　明　（开封市质量技术监督检验测试中心，河南 开封 475000）



重力式自动装料衡器测量结果不确定度评定

李明（开封市质量技术监督检验测试中心，河南 开封 475000）

详细介绍了重力式自动装料衡器不确定度的评定依据、测量模型，重点阐述了测量不确定度评定及结果分析。

重力式自动装料衡器；控制器；不确定度

1　测量依据和方法

①测量依据：《重力式自动装料衡器（定量自动衡器）检定规程》（JJG564-2002）。

②温度范围：（-10～40）℃；相对温度≤85%RH。

③测量方法：采用分离检定法，使用与被测衡器相分离的控制衡器，以测得装料质量的约定真值；并使用闪变点砝码方法确定数字指示衡器的化整误差。

④测量标准：控制衡器为一台（0～100）kg、e=20g、的电子秤，M1等级20kg砝码2个，2g砝码10个。

⑤被测对象：X（1）级重力式自动装料衡器，常用装料为40kg，d=10g。

2　数学模型

每次装料偏差的数学模型：

装料预设值误差的数学模型：

静态试验的数学模型：

上述式中：md为每次装料与装料平均值的偏差；M为每次装料质量的实际值；为装料质量的平均值，；I为控制衡器的示值；d为控制衡器的分度值；ΔL为加到承载器上的附加砝码的总量；n为装为次数；se为预设值误差；MP为装料预设值；E为装料衡器的示值误差；L为砝码的标称值m。

3　不确定度评定

对装料质量为40kg时，进行测量不确定度的计算。

对于单次装料：

对于预设值：

控制衡器分度值e=δx=20g，其分布为均匀分布，分布区间的半宽为δx/2，闪变点法数字示值分辨率δx变为0.1e，则数字示值分辨率带来的不确定度为进行评定。

对于单次装料：

对于预设值：

装料质量为40000g，需要对装料衡器进行20次装料，数据见表1。

表1

装料预设值Mp=40000g

最大平均偏差md=21g

用贝塞尔公式计算出20次重复测量的实验标准偏差：

40kg的静态载荷由2个标称值为20kg的M1等级砝码组合而成，其分布为均匀分布，按砝码实际值相关进行测量不确定度的合成计算。已知20kg的M1等级砝最大允差为1g，则：

装料衡器分度值d=δx=10g，其分布为均匀分布，分布区间的半宽为δx/2，闪变点法数字示值分辨率δx变为0.1d，则数字示值分辨率带来的不确定度为进行评定：

静态试验采用闪变点法，其数字示值分辨率带来的不确定度为：

4　合成标准不确定度

上述式中：f为被测量y与诸直接测得量xi的函数关系；为A类或B类不确定度。

求偏导数后灵敏系数都等于1，因此可得合成标准不确定度：

4.1每次装料的合成标准不确定度

4.2预设值的合成标准不确定度

4.3静态示值的合成标准不确定度

5　扩展不确定度的评定

在多数情况下采用置信概率p=95%，包含因子k=2，以求得扩展不确定度U。

5.1每次装料的扩展不确定度

5.2预设值的扩展不确定度

5.3静态示值的扩展不确定度

6　各标准不确定度分量（见表2）

7　结果分析

①X（1）级重力式自动装料衡器试验时每次装料与平均值的最大允许偏差：

表2

mpd=0.7%×40000g×1=280g

MAU=35.36g≤1/3mpe，符合要求。

②X（1）级重力式自动装料衡器试验时预设值的最大允许偏差：

mpse=0.25×0.7%×40000g×1=70g

MAU=10.46g≤1/3mpe，符合要求。

③X（1）级重力式自动装料衡器静态试验时的最大允许误差：

mpse=0.25×0.7%×40000g×1=70g

MAU=2.38g≤1/3mpe，符合要求。

TU715.1+2

B

1007-7359(2016)03-0266-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.097

李明，男，工程师。