电子秤测量结果的不确定度评定

(连江县产品质量检验所 福建 福州 350500)

引言

电子秤是将被称物置于承载器上，称重传感器将重量转换为电信号并通过数据处理及计算，再由秤的指示装置显示出称量结果。其主要由承载器、称重传感器、称重指示器组成，采用整体结构的形式或者是分体结构的形式。本文依据数字指示秤检定规程的要求，对电子秤的测量结果的不确定度进行评定，对电子秤检定的准确与否具有重要意义。

一、概述

1.测量依据：《JJG539-2016 数字指示秤检定规程》

2.测量标准：M1等级标准砝码：1g～20kg，标称质量为0.1e的附加砝码10个。

3.环境条件：温度：-10℃～40℃

4.被测对象：本次评定以常用的ACS-30电子秤为例进行评定，准确度等级 Ⅲ○，Max=30kg，e=10g。

5.测量过程：采用在承载器上直接加卸载砝码L,通过闪变点的方法确定其化整前的误差E。

6.评定结果的使用：本次通过评定电子秤的5kg(500e)的测量点进行，其它测量点的示值误差不确定度可参照本次评定。

二、数学模型

E=P-L=I+0.5e-L-△L

公式(1)

式中：E—电子秤化整前的误差；

P—电子秤化整前的示值；

I—电子秤的示值；

L—载荷；

ΔL—加载至下一个示值所加的附加载荷。

三、方差和灵敏系数

由公式(1)得方差传播公式：

公式(2)

式中：u(E)—示值误差的测量不确定度；

u(I)—由电子秤示值引入的不确定度分量；

u(L)—由标准砝码引入的不确定度分量；

u(ΔL)—由附加载荷引入的不确定度分量。

灵敏系数

因此，

u2(E)=μ2(I)+μ2(L)+μ2(ΔL)

公式(3)

由于实际测量时附加标准砝码的值和误差均很小，对测量结果不确定度的影响很小，可以忽略不计。式(3)可简化为

u2(E)=μ2(I)+μ2(L)

公式(4)

四、各输入量的标准不确定度评定

(一)由电子秤示值引入的标准不确定度分量u(I)的评定

u(I)不确定度主要来源于电子秤测量重复性、分辨力以及电子秤的偏载误差。由于在做测量时，放置的砝码的位置一般在中心区域，因此电子秤偏载误差引入的不确定度可以忽略不计。

1.由测量重复性引入的标准不确定度分项u1(I)的评定

500e的称量点在重复性条件下，用500e的标准砝码对电子秤进行3次连续测量，采用A类评定方法，用极差法估计。5kg(500e)三次测得值为5001g，5000g，5000g。

R=(5001-5000)g=1g

s=R/C=1g/1.69=0.59 g

由于实际测量中仅测量1次，因此u1(I)=s=0.59g

2.由分辨力引入的标准不确定度分项u2(I)的评定

3.由电子秤示值引入的标准不确定度分量u(I)

(二)由标准砝码误差引入的不确定度分量u(L)的评定

五、合成标准不确定度的评定

六、扩展不确定度的评定

取k=2，电子秤在5kg称量点的其扩展不确定度U=2×u(E)=2×0.7g=1.4g

七、测量结果不确定度的报告与表示

电子秤在5kg称量点示值误差的扩展不确定度为U=1.4g,它是由合成标准不确定度0.7g与包含因子k=2的乘积。

八、测量结果的不确定度评定结果分析