钢卷秤检定结果的不确定度评定

项秀明

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司冷轧作业部，河北唐山 063200）

0 引言

钢卷秤是钢铁企业产出钢材产品称重的一种计量工具，用于贸易结算的钢卷秤需经过检定单位检定合格后准予使用，具有一定的法律效力。钢卷秤称重数据的准确性直接关系到企业的经济效益及用户的利益，若出现亏重现象会严重影响公司的对外形象，因此保证计量衡器的计量结果准确性是杜绝计量异议发生的主要方法，而分析计量结果准确性的方法通过测量不确定度对检定结果进行分析。测量不确定度定义为表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数，是检验测量结果是否正确性的方法之一[1-3]。通过对钢卷秤的检定结果进行不确定度分析评定，是对钢卷秤检定结果准予合格使用的一种证明方式。

1 检定过程

本评定方法以1 台最大称量40 t 钢卷秤为例，被检定的对象为Ⅲ级HCS-40 t 钢卷秤，最大秤量Max=40 000 kg，最小秤量Min=200 kg，检定分度值e=10 kg。

（1）测量依据。JJG 539—2016《数字指示计量秤检定规程》。环境条件：温度20 ℃，湿度≤46%RH。测量标准：标准砝码，规格型号为1000 kg，准确度等级为M1。

（2）测量过程。直接放置标准砝码于秤体表面上，放置前确保秤体无杂物，示值显示值为0，加载砝码质量值为满量程的50%，使用小砝码找出该秤跳跃的闪变点，测量结果仪表显示的示值数值与标准砝码总数之差为示钢卷秤的示值误差。具体的数学模型为：

式中 ΔE——钢卷秤示值误差

P——钢卷秤示值

m——标准砝码质量值

2 标准不确定度的评定

钢卷秤既定结果的标准不确定度来源主要是钢卷秤测量重复性、标准砝码以及环境引起的示值变化等。

2.1 钢卷秤检定过程中秤量的重复性引起的A 类标准不确定度分析u1 的评定

在重复性条件下用标准砝码对钢卷秤进行连续10 次测量结果如下：20 000 kg，20 000 kg，19 990 kg，20 000 kg，20 000 kg，19 990 kg，20 000 kg，20 010 kg，20 000 kg，20 000 kg。单次实验标准差则标准不确定度值为4.35 kg。

2.2 钢卷秤检定过程所引入的B 类不确定度评定

（1）标准砝码m 的标准不确定度u2的分析。本检定过程所需要20 块1000 kg 的砝码，依据砝码检定规程最大允许误差为±0.05 kg，半宽为0.05 kg，按照正态分布，包含因子取k=3，因此计算出1000 kg砝码的标准不确定度为：

因为检定时所用的标准砝码重量为量程的50%，所以共需要20 块1000 kg 的砝码。因此，u2总=0.017×20=0.34 kg。

（2）附加砝码M1 标准不确定u3的分析。利用附加砝码检验钢卷秤的鉴别力，所用的附加砝码为1 kg、2 kg、5 kg 各1块，检定结果为7 kg 时示值发生跳变，依据砝码检定规程2 kg标准砝码最大允许误差为±0.001 kg，5 kg 标准砝码最大允许误差为±0.025 kg，取，则计算所得的B 类不确定度为：

（3）钢卷秤使用的环境严格按照规定要求进行控制，因此可以忽略环境带来的影响。

（4）输入量标准不确定度汇总表如表1 所示。

表1 输入量标准不确定度汇总

2.3 合成标准不确定度的计算

2.4 扩展不确定度的评定

依据扩展不确定度公式U=kUc，取置信概率p=95%，k 取值为2，则最终计算结果为8.72 kg。

2.5 测量不确定度的报告与表示

3 结论

按照JJG 539—2016《数字指示计量秤检定规程》对钢卷秤进行检定以及检定结果的不确定度分析评定。从检定结果的秤量重复性引入的标准不确定度、标准砝码引入的标准不确定度等2 个方面分析了不确定度来源，通过评定钢卷秤检定结果的不确定度，表明检定秤量重复性引入的标准不确定度是不确定度的主要来源，这是由于标定重复性的影响因素太多的原因。此测量结果浓度可表示为：19 999±8.72 kg，k=2。