探析重力式自动装料衡器测量结果的不确定度

李西　张长水

摘要：作为计量工具的重力自动装料衡器，广泛应用于化学、医药、食品和定量负荷链的行业。主要的分析和解释涉及重力自动装料装置在市场上应用时测量的不确定性、其装置的监管要求、实验测量方法和数学模型，以及测量的不确定性的评定。

关键词：重力式;自动装料衡器;不确定度;评定

重力式自动装料衡器允许将散装形式分离的物料，并与预计的质量载荷相一致，然后装入固定的容器中。它通常由一个或多个自动给料装置或称重装置以及卸载和控制装置组成。本文件描述的物料通常包括液体和固定材料。其中，液体容器由定量罐装秤，由不同形式，固体容器称为定量包装称，如下文所述。

一、重力式自动装料衡器

自动装料衡器使用越来越受欢迎，越来越贴近人们的生活，它可以自动称重包装产品，可以直接出售给用户。过去，大部分定量包装秤是机械秤称量杠杆式，，劳动强度大，测量不准确，重量不直观，不可靠，包装缓慢。包装方法不再满足处理速度的要求。近年来，称重技术的不断普及，自动装料衡器系统的性能越来越可靠。目前，它在工业生产中发挥着越来越重要的作用。结果对企业的经济效益有直接影响，因此企业掌握重力式自动装料衡器的维修知识是当务之急，也是必不可少的。其工作原理如下：连接电源后，打开操作开关并给出操作指令（或生成卸载完成信号）。此时，如果秤量斗衡（或秤台）为空，则重量显示控制器生成可编程的空秤信号。

二、重力式自动装料衡器不确定度的评定概述

定量称由机架、灌装设备、承载设备和给料设备的重要组成部分。由于物流和材料的物理特性不同，给料也有很大差异。为了提高工作效率，可以提高自动装料衡器的准确性，并将给料分成速度慢、速度快的形式。数值指示器的误差由闪烁店砝码代码确定：如果分度值为e，则在负载m时记录某一时间段，查看器显示一段时间的x值，并附加砝码1.0e累加，衡器示值随相应的分度值、x+e数值和承载器△m附加载荷化整前。舍入前示值p为p=x+e/2-φ，误差公式为E=p-m。例如，某化学工厂使用10g衡器分度值。本装置测试公司货物的净值，并在支架上安装500g负载时将其显示调整为500g。附加砝码的0.1g重量会慢慢增加到承载器上。如果将载荷增加到0.6g，则屏幕上显示的值将相应地从500g增加到501g。在这种情况下，对于上述测量，请输入公式p=499.9g，实际值化整前为499.9g，代入误差公式E=499.9-500=-0.1g。在进行不确定性检查之前，有必要建立一个标准化的装料衡器。这是为了确保u的不确定性始终在该衡器允许的最大MPD1/3偏差范围内，或者可以表示为u≤1/3 mpd。在正常运行期间的自动装料衡器质量必须至少为50g，不超过2000kg，并且可以将精度分为类X（0.2）、（0.5）、（1）、2）等级。

三、试验测量方法与数学模型建立

本文涉及一种重力自动机装料衡器，按照国家标准，以静态和动态材料试验的形式进行其评定试验。

1.试验物料。集成验证方法是直接使用材料进行称量偿，即使使用衡器准确确定部件的物料实际值，在这种情况下，使用内分辨率法闪变点衡器利用，确定合并部件之前显示的值。分离验证方法是材料试验的主要形式。具体而言，材料在控制称重仪表的支架上称重，以确定材料的商定实际价值。

2.静态测试。添加砝码在自动装料衡器作为非自动平衡、评估行量值和可跟踪性。有两种方法（闪变点和内分辨率法）可在化整之前确定实际值。

3.建立模型。（1）试验物料。通过检查试验物料的控制衡器来确定商定的实际值。可以使用闪变点方法收集示值。偏差（MD）的数学模型如下所示：公式中：md表示装料与平均值之间的差异。M表示装料质量的实际值。d分度值：ΔL承载器附加砝码的总载荷;x表示装料的平均质量。误差的标准数学模型（BS）：

在：MP装料预设装料值。Se误差预设值。

（2）静态测试。将标准砝码设置到承载器上，并通过确定砝码标准值和初始质量显示值之间的差异来指定值误差。在数学模型中：在公式中：e分度值检定。E示值误差是被检定秤的。ΔEg误差是受干扰所产生。ΔEc误差偏载;ΔEs重复性误差测量：ΔEd显示由读数误差是分度值引起。

三、不确定度来源的分析与评定

本文采用25kg、e=10g装料质量，x（0.5）精度的装料衡器为例，检验方法是分离对测量的不确定性进行了分析。首先，使用标准砝码校准控制衡器，在使用闪变点法时输入示值误差，调整每个装料过程的质量以确定实际质量，并首先确定不确定性：

1.砝码标准误差（由于小砝码添加到闪变点的重量较轻，因此可以忽略低不确定性）

2.材料的多次测量。（1）砝码标准引入导致u（m）25kgF1的不确定性，±125mg误差。根据均匀分布，采用砝码标准分量不确定度：

3.不確定度扩展标准。若要提高置信水平不确定度，请使用系数k=2表示扩展不确定度u=k x UC（x）=2 x 7.65=15.3g。不确定度相对扩展urel=u/25000=0.07%。

随着技术的发展，自动装料衡器的引力开始逐渐融入，不断发展和应用的预包装商品的销售流程。控制自动装料衡器已成为当前政府、流通部门和制造商的优先事项。

参考文献：

[1]李辉.从国际建议OIMLR76漫谈非自动衡器枝术规范的差异化管理[C].第十五届称重技术研讨会论文集，2019，4.

[2]赵瑞.关于影响衡器检定准确度的因素与其处理探究[J].科技创新与应用，2019（36）：192～193.

[3]吴伟.基于衡器检定的准确度及常见问题处理对策探讨[J].科技经济导刊，2019，26（23）：44+46.

[4]刘涛.处理对策探讨重力式自动装料衡器不确定度的评定[J].科技经济导刊，2019，22（14）：55+56.