100 kg数字指示秤测量结果的不确定度评定

2016-09-06郭兴华天津市滨海新区汉沽计量检定所天津300480

中国设备工程 2016年9期

关键词：分辨力量程砝码

郭兴华（天津市滨海新区汉沽计量检定所，天津 300480）

郭兴华
（天津市滨海新区汉沽计量检定所，天津 300480）

本文通过以100 kg数字指示秤为例，从测量条件、数学模型、不确定度评定、不确定度报告与表示等方面给出判断、分析及计算数字指示秤测量结果不确定度的解决过程。

数字指示秤；测量结果；最大允许误差；不确定度

在现今社会，数字指示秤与机械衡器比较，具有显示直观、使用方便等优点，已经越来越广泛的应用于市场、工厂、矿山、港口、仓库等各行各业的商品贸易中，在人们生产生活中发挥着至关重要的作用。因此，对数字指示秤的检定、监督和管理成为了一项重要的工作和职责，具有与人民利益息息相关的现实意义。本文通过100 kg数字指示秤测量结果的不确定度评定，以达到对数字指示秤检定和不确定度评定的深入学习的目的，希望广大相关技术工作者给予指正。

1 测量条件

（1）被测对象。数字指示秤是通过称重传感器测量载荷重量、经电子装置、数字显示重量值的秤，属于自行指示的非自动秤。本文不确定度评定的被测对象是最大量程100 kg、检定分度值20 g的中准确度级数字指示秤。（2）测量依据。依据JJG539-1997《数字指示秤》国家计量检定规程，选择最大量程100 kg作为测试称量点，进行不确定度评定。（3）测量原理。物体放置在承载器上，其重量通过承载器传递到数字指示秤的传感器上转化为位移量，传感器随之将物体的重量转换成与被称物体重量成一定函数关系的电信号（电压或电流等），该信号传输到称重指示器后，经放大、滤波、数模转换等环节转换成数字量，由显示器以数字方式将物体的质量显示出来，实现对被称物体的称量。这个数字显示的示值与质量约定真值（在此为标准砝码的标称值）之差，就是示值误差。（4）标准器。经检定合格的10 kg M1等级砝码10个。

2 数学模型

2.1 不确定度来源

（1）标准砝码。（2）偏载。（3）数字显示的分辨力。（4）重复性。（5）测量人员。（6）测量环境。（7）电信号干扰。其中不确定度的主要来源为标准砝码、数字显示的分辨力和重复性的误差。

2.2 数学模型

根据不确定度主要来源，建立数学模型为：E=I+0.5e-Δ m-m+Δ Es +δ x

E -被测对象示值误差； I -被测量示值；

e - 检定分度值； M - 标准砝码质量；

Δ m - 附加小砝码质量； Δ Es -重复性误差；

δ x - 数字显示分辨力误差。

3 测量结果不确定度评定

3.1 各输入量标准不确定度的评定

（1）标准砝码引入的标准不确定度。在最大量程100 kg称量点进行测量，需使用10 kgM1砝码10个，依据JJG99-2006《砝码》国家计量检定规程，此砝码最大允许误差∣mpe∣=500 mg=0.5 g，按均匀分布、B类评定标准不确定度：

（2）数字显示分辨力引入的标准不确定度。由数字显示分辨力引入的标准不确定度分量采用B类评定。依据规程，在进行数字指示秤检定时，采用闪变点方法来确定化整前的示值。采用闪变点方法可以使显示器上数字显示的分辨力为δ x =0.1d (实际分度值d = e)，区间半宽度为δ x /2，其化整分布按均匀分布分析，查表得= =0.29×0.1×20=0.58 g，估计约为10%，则自由度

（3）重复性引入的标准不确定度。在最大量程100 kg称量点进行10次测量，结果如表1。