電子天平示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定

● 晉中市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗測試所　康麗莉

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電子天平示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定

● 晉中市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗測試所康麗莉

摘要：依據(jù)JJG 1036-2008《電子天平檢定規(guī)程》和JJF 1059-2012《測量不確定度評定與表示》對電子天平示值誤差測量結(jié)果的不確定度進行了評定。

關(guān)鍵詞：電子天平不確定度評定

概述

1. 測量依據(jù)

JJG 1036-2008《電子天平檢定規(guī)程》。

2. 環(huán)境條件

溫度（18.0～26.0）℃，檢定期間最大溫差不大于1℃，相對濕度不大于80%。

3. 測量標準

E2等級標準砝碼。由JJG 1036-2008《電子天平檢定規(guī)程》中給出擴展不確定度不大于0.2 mg，包含因子k=3。

4. 被測對象

200 g/0.1 mg電子天平。量程（0～50）g，最大允許誤差為±1 mg；量程（50～200）g，最大允許誤差為±2 mg。一般情況下，校準天平的最大稱量點以及大致均勻分布的10個點。

5. 測量過程

采用標準砝碼直接來測量天平的示值，可得標準砝碼與電子天平實際值之差，即為電子天平的示值誤差。

6. 評定結(jié)果的使用

符合上述條件下的測量結(jié)果，一般可直接使用本不確定度的評定結(jié)果。

數(shù)學模型

式中：△m——電子天平示值誤差

m——電子天平示值

ms——標準砝碼值

輸入量的標準不確定度評定

本評定方法以200 g天平最大稱量點為例，其他稱量點的示值誤差測量結(jié)果的不確定度可參照本方法進行評定。

1. 輸入量ms標準不確定度u（ms）的評定

輸入量ms標準不確定度u（ms）的評定采用B類方法進行評定。

根據(jù)JJG 1036-2008《電子天平檢定規(guī)程》中給出，一等標準砝碼200 g的擴展不確定度不大于0.2 mg，包含因子k=3。

2. 輸入量m的標準不確定度u（m）的評定

輸入量m的標準不確定度來源于天平的測量重復性，可以用同一砝碼，通過連續(xù)測量得到測量列，采用A類方法進行評定。以200 g為天平最大稱量點，在重復性條件下連續(xù)測量10次，得到測量列為199.9999，199.9998，199.9998，199.9999，199.9998，199.9999，200.0000，199.9999，200.0000，199.9999g。

任意選取3臺同類型電子天平，對每臺電子天平在200 g稱量點處進行3組測量，各在重復性條件下連續(xù)測量10次，共得到9組測量列，每組測量列分別按上述方法計算得到單次實驗標準差如表1所示。

表1　m組實驗標準差計算結(jié)果

合并樣本標準差sp為

實際情況下，每次測量1次，則可得到

合成標準不確定度的評定

1. 靈敏系數(shù)

數(shù)學模型

靈敏系數(shù)

2. 標準不確定度匯總表

輸入量的標準不確定度匯總于表2。

表2　標準不確定度匯總表

3. 合成標準不確定度的計算

輸入量m與ms彼此獨立不相關(guān)，所以合成標準不確定度可按下式得到。

4. 合成標準不確定度的有效自由度

取合成標準不確定度的有效自由度veff為100。

擴展不確定度的評定

取置信概率p=95%，按有效自由度veff=100，查t分布表得到

擴展不確定度為

測量不確定度的報告與表示

電子天平示值誤差測量結(jié)果的擴展不確定度為

U95=0.20mgveff=100（在最大稱量200g時測量）

校準測量能力

1. 測量過程

選擇一臺重復性好的電子天平，對天平200 g稱量點，在重復性條件下連續(xù)測量10次，得到測量列為200.0000， 200.0000，200.0000，200.0000，199.9999，200.0000，200.0000，200.0000，200.0000，200.0000g。

按“輸入量m的標準不確定度u（m）的評定”方法（A類評定）可得到單次實驗標準差s=0.032mg，因每次測量1次，則s（m）=0.032mg，輸入量m的標準不確定度為

u（m）= s（m）=0.032mg

2. 標準不確定度匯總表

將u（m）=0.032mg替換表2標準不確定度匯總表中的u （m），從而得到評定校準測量能力的標準不確定度匯總于表3。

表3　m標準不確定度匯總表

3. 合成標準不確定度的計算

按“合成標準不確定度的計算”方法可得到

4.校準測量能力

校準測量能力U可用k=2的擴展不確定度表示為