电子天平测量结果不确定度评定

黄靖

摘要 本文通过对误差源进行研究，用100g载荷点电子天平的计量结果为对象，用I级电子天平经由E，等级砝码测定，对结果的不确定度进行了评测。

【关键词】电子天平 测量 评定

1 概述

1.1 测量的对象

I级电子天平，型号ME204 （max=220g，d=0.1mg），出厂编号B346978675。

1.2 测量的方法

按照电子天平JJG1036-2008测定标准，直接测定法进行测定，在电子天平秤盘上放上标准砝码，得到稳定后的数值。

1.3 测量的标准

出厂编号为22429016的等级E2砝码，如果100g标准砝码，按照计量标准测定证书的扩展方面的不确定度数值为U=0.05mg，其中含有k=2因子。

1.4 外界环境方面的条件

相对湿度为45%，相对温度为22.1℃。

2 不确定度产生的原因分析

2.1 自身原因

电子天平自身的原因，所导致的标准不确定度u （m），主要有：

（1）电子天平的分辨力原因，导致的标准不确定度U2（m）;

（2）因为外界振动和不稳定的温度等因素，产生的标准不确定度u3（m）;

（3）电子天平测量重复性的原因，引入的标准不确定度u1（m）。

2.2 误差原因

由于标准砝码的误差原因，产生的标准不确定度u （m_B）。

3 数学模型分析

Am=m-m_B-

其中：

△m一一电子天平示值的误差数值;

m- -电子天平示值;

m_B——标准砝码数值。

式中灵敏度系数为：

4 测量结果的不确定度评定

4.1 评判电子天平所带来的标准不确定度分量u （m）的

（1）针对天平的执行标准不确定度u.（m），评定时，采用A类方式进行：

对载荷点100g，不断测定n=10次，最终结果如表1所示。

平均数值：100.0004 g

采用贝塞尔公式，可计算得出：s（x）=0.071mg

实际测量时以一次测量结果作为最终测量结果，则：

u1 （m）=s（x）=0.071mg

（2）因为电子天平的分辨力，带来的不确定度u2 （m）

B类天平的分辨力是0.1mg那么半宽a=0.05mg，一般作为标准不确定度的测定方法，按照以往，矩形分布能够总体上测算，因为数字式测量仪器的分辨力所引起的不确定度，取k=√3：

u， （m） =a/k=（0.05÷√3）mg=0.029mg

（3）振动和变化的温度等导致示值不确定度U3 （m），

因为实验室在校准砝码时，可以选择计量标准规定要求的方法，即不考虑外界的振动、环境温度的变化等因素，即U3 （m） =0

（4）电子天平引入的不确定度u（m），

因为没有相关可以考虑的具有相关性的输入量，所以

4.2 测定不确定度量分量u（mB）是由标准砝码所引起的部分

应用B类测定方式，对因为标准砝码带来的不确定度分量进行测定：

包括k=2因子，100g砝碼在计量标准检定证书中的扩展不确定度U=0.05mg，那么：

u （m_B） =0.05mg÷2=0.025mg

5 合成标准不确定度

根据以上输入量，合成标准的不确定度的计算式可以表达如下：

6 扩展不确定度

当k=2，p=95%（置信概率），那么测量载荷点lOOg电子天平的扩展不确定度是：

U= k×u_c

=2x0.081≈ 0.2mg

7 测量不确定度报告与表示

称量标称值lOOg的E：级砝码，其质量可以表达为（100.0004土0.0002）g，k=2。