電子天平測量結(jié)果不確定度評定

黃靖

摘要 本文通過對誤差源進(jìn)行研究，用100g載荷點(diǎn)電子天平的計(jì)量結(jié)果為對象，用I級電子天平經(jīng)由E，等級砝碼測定，對結(jié)果的不確定度進(jìn)行了評測。

【關(guān)鍵詞】電子天平 測量 評定

1 概述

1.1 測量的對象

I級電子天平，型號ME204 （max=220g，d=0.1mg），出廠編號B346978675。

1.2 測量的方法

按照電子天平JJG1036-2008測定標(biāo)準(zhǔn)，直接測定法進(jìn)行測定，在電子天平秤盤上放上標(biāo)準(zhǔn)砝碼，得到穩(wěn)定后的數(shù)值。

1.3 測量的標(biāo)準(zhǔn)

出廠編號為22429016的等級E2砝碼，如果100g標(biāo)準(zhǔn)砝碼，按照計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)測定證書的擴(kuò)展方面的不確定度數(shù)值為U=0.05mg，其中含有k=2因子。

1.4 外界環(huán)境方面的條件

相對濕度為45%，相對溫度為22.1℃。

2 不確定度產(chǎn)生的原因分析

2.1 自身原因

電子天平自身的原因，所導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u （m），主要有：

（1）電子天平的分辨力原因，導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度U2（m）;

（2）因?yàn)橥饨缯駝雍筒环€(wěn)定的溫度等因素，產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3（m）;

（3）電子天平測量重復(fù)性的原因，引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1（m）。

2.2 誤差原因

由于標(biāo)準(zhǔn)砝碼的誤差原因，產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u （m_B）。

3 數(shù)學(xué)模型分析

Am=m-m_B-

其中：

△m一一電子天平示值的誤差數(shù)值;

m- -電子天平示值;

m_B——標(biāo)準(zhǔn)砝碼數(shù)值。

式中靈敏度系數(shù)為：

4 測量結(jié)果的不確定度評定

4.1 評判電子天平所帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u （m）的

（1）針對天平的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不確定度u.（m），評定時，采用A類方式進(jìn)行：

對載荷點(diǎn)100g，不斷測定n=10次，最終結(jié)果如表1所示。

平均數(shù)值：100.0004 g

采用貝塞爾公式，可計(jì)算得出：s（x）=0.071mg

實(shí)際測量時以一次測量結(jié)果作為最終測量結(jié)果，則：

u1 （m）=s（x）=0.071mg

（2）因?yàn)殡娮犹炱降姆直媪?，帶來的不確定度u2 （m）

B類天平的分辨力是0.1mg那么半寬a=0.05mg，一般作為標(biāo)準(zhǔn)不確定度的測定方法，按照以往，矩形分布能夠總體上測算，因?yàn)閿?shù)字式測量儀器的分辨力所引起的不確定度，取k=√3：

u， （m） =a/k=（0.05÷√3）mg=0.029mg

（3）振動和變化的溫度等導(dǎo)致示值不確定度U3 （m），

因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室在校準(zhǔn)砝碼時，可以選擇計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求的方法，即不考慮外界的振動、環(huán)境溫度的變化等因素，即U3 （m） =0

（4）電子天平引入的不確定度u（m），

因?yàn)闆]有相關(guān)可以考慮的具有相關(guān)性的輸入量，所以

4.2 測定不確定度量分量u（mB）是由標(biāo)準(zhǔn)砝碼所引起的部分

應(yīng)用B類測定方式，對因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)砝碼帶來的不確定度分量進(jìn)行測定：

包括k=2因子，100g砝碼在計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)檢定證書中的擴(kuò)展不確定度U=0.05mg，那么：

u （m_B） =0.05mg÷2=0.025mg

5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

根據(jù)以上輸入量，合成標(biāo)準(zhǔn)的不確定度的計(jì)算式可以表達(dá)如下：

6 擴(kuò)展不確定度

當(dāng)k=2，p=95%（置信概率），那么測量載荷點(diǎn)lOOg電子天平的擴(kuò)展不確定度是：

U= k×u_c

=2x0.081≈ 0.2mg

7 測量不確定度報(bào)告與表示

稱量標(biāo)稱值lOOg的E：級砝碼，其質(zhì)量可以表達(dá)為（100.0004土0.0002）g，k=2。