电子天平称量质量的不确定度评定

杨红亮 杨春武

【摘  要】随着社会的不断进步以及科技技术水平的不断提升，有效的促进了我国电子工程技术的发展。而技术的创新也有效的简化了天平的操作，并且还缩短了天平的称量时间。因此，电子天平的使用能够适应各种生产环境，故其可直接应用于生产过程中。其中，电子天平的称量原理主要就是通过作用于物体上的重力来确定物体的质量，并采用数字指示来输出测量结果。而做好电子天平秤量质量的不确定度评定工作，就能在一定程度上有效的提高测量结果的精准性，确保能够降低测量误差。

【关键词】电子天平;秤量质量;不确定度;评定

引言

电子天平具有秤量迅速、使用方便等优势，故其受到了各个行业的广泛应用。而电子天平秤量的不确定度是影响测量结果的主要因素，倘若不做好评定工作，就会给最终测量结果的精准性带来影响。因此，我们就应合理的评定电子天平秤量质量的不确定度，确保能够有效的降低秤量结果的误差，充分的发挥出电子天平的使用优势，以此就能更好的为各个行业的发展提供服务。本文就针对电子天平秤量质量的不确定度评定展开具体的分析与讨论。

一、电子天平检定概述

为了有效的降低测量结果的误差，提高测量结果的精准性，在开展电子天平工作之前，就应按照计量行业的有关检定过程来有效的对天平开展准确度的测量和校准工作，避免给后续计量工作的展开带来影响。因此，在具体开展检定工作时，检定工作人员就应严格的遵循检定标准，并设计较为合適的检定方法，确保实现对数据的高效化处理。其中，随着我国经济水平的不断提升以及科技技术的不断创新，就在一定程度上增加了现代产品的计量检定内容。而就针对当前的计量检定工作而言，其检定内容主要分为：计量单位、计量器具、量值传递、检验物理常量以及检验不确定度和数据处理等多个部分。其中，实现计量单位的读取复现计量基准器具是在检定时所采用的主要计量器具。但是，检定工作的展开还受多项因素的影响，像：计量器具的准确性、计量样品选取的合理性以及检测数据的处理状况都是影响电子天平测量结果的主要因素。

其中，在对电子天平秤量质量的不确定度进行评定时，主要采用的测量方法为直接比较法。在检定时，首先应在天平上放置标准砝码，当天平的力矩达到平衡后，来读取天平的平衡位置，此时所读取的位置值即是测量天平秤量标准的砝码值。其中，电子天平在检定过程中的随机性和系数效应都会导致最终测量的不确定度，而导致这一状况出现的主要原因是由于标准砝码的不确定度、电子天平的计量性能和环境条件等因素造成的。因此，在检定时，主要有两类标准测量标准：第一类为A类，该类标准的不确定度主要是以测量值的平均值来作为被测量值的估计，并且根据平均值的实验标准差来测量出最终测量结果的不确定度。而B类的不确定度较A类不同的是：其可以通过标准砝码所提供的检定标准证书上的不确定度和国家标准所给出的重复性而进行最终确定。

二、评定过程

在评定电子天平秤量质量的不确定度时，所参考的测量依据主要为：JJG1036-2008《电子天平检定规程》，而测量标准主要就是依据JJG99-2006《砝码检定规程》中所给出的200g砝码的扩展不确定度而确定的。其中，该项检定工作开展的主要参考的环境温度为：（20±1）℃，相对湿度为（40-60）%RH。在测量时，所测量的对象主要为：电子天平SartoriousBSA224S，最大量程为220g，d=0.0001g，出厂编号为25792390。整个测量过程主要采用的是直接测量法。

三、评定电子天平称量质量不确定度的方法

（一）、重复性误差的测量

在测量重复性误差时，主要就是在开展重复性测量实验时，用电子天平的最大载荷或者电子天平的二分之一载荷来对天平进行反复测量，确保能够测量出所存在的误差。而为了有效的提高测量结果的精准性，所测量的次数应不少于6次，否则就会影响最终的测量结果。经过测量可知，该类不确定度的测量主要属于A类，此时我们就可以采用极差法来计算出重复性误差vr：vr=Imax-Imin，其中，Imax主要表示平衡位置的最大值，而Imin则表示平衡位置的最小值。在具体测量时，倘若对天平重复测量9次，当测量值接近正态分布规律时，在计算测量结果的实验标准差时，就可采用如下的评定方式，即：s=（xi）=vr/C=012/2197=01067mg=ur，其中，C为极差系数【1】。

（二）、线性误差的测量

线性误差的不确定度主要由：线性误差不确定度和加载标准砝码不确定度两部分确定的。其中，在具体检定时，通常采用最大加载砝码的标准不确定度来计算uA。而在对线性误差进行测量时，通常是采用E2标准，此时最大的加载砝码为200g，而根据砝码的检定规程可知，砝码质量所依据的主要误差为13mg。

（三）、检定测量的注意事项

误差是在进行实验时所不可避免的。测量过程中出现失误、测量仪器本身所具备的误差以及实验方法所存在的缺陷都会给最终的测量结果带来影响。因此，在展开相应的检定测量实验时，就应控制相应的操作行为，确保能将误差控制在合理的范围之内，以此才能提高实验数据的精准性。实验人员在开展实验时，就应确保计读时间的误差不超过标准表准确度等级的1/10，此时就能有效的降低测量结果的误差率。而在每一负载下，对应至少展开两次测量工作，并取平均值来作为最终的测量结果，倘若算得的相对误差等于基本误差限的80%-120%，此时应再次进行测量，并将这两次和前两次测量的平均值作为测量结果。此时，在进行实验时，仪器在使用时会由于结构磨损等原因而出现偏差，此时就会产生计量偏差。因此，在进行实验计算时，就应将变差计入到误差计算的过程中，确保提高最终测量结果的精准性。而当测量完误差之后，还应将被检表放置在室温下24h，等处于标准条件后，且当温度处于平衡后，对基本误差进行再次测量，且测量的结果不应超过该表的基本误差限。

结论

不断的做好电子天平称量质量的不确定度的评定工作，对于有效的提高天平测量结果的精准性，提高电子天平的使用质量以及充分的发挥出电子天平的使用优势，给各个行业的发展提供服务都具有至关重要的作用。因此，就应首先认识与了解电子天平检定概述，进而对评定过程以及评定电子天平称量质量不确定度的方法展开论述，确保能够有效的提高电子天平测量结果的精准性，有效的降低测量误差，以此就能提高电子天平的应用范围。

参考文献：

[1]王开宇，张露月，王雪梅，左惠君，吴帅.电子天平称量质量的不确定度评定[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（18）：40-42.

作者简介：

杨红亮（1973.05-）男;汉;新疆沙湾人;中级职称;大专学历，研究方向：质量检测。

（作者单位：沙湾县质量与计量检测所）