臺秤示值誤差測量的不確定度評定

吳菊芬

摘 要：臺秤是一種較為常見且應(yīng)用廣泛的計(jì)量器具。本文以TGT-100臺秤為研究對象，依據(jù)JJG14-2016《非自行指示秤檢定規(guī)程》、JJG99-2006《砝碼檢定規(guī)程》和JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》，對其示值誤差測量進(jìn)行不確定度評定，可供計(jì)量同行提供一定的參考作用。

關(guān)鍵詞：臺秤；示值誤差；不確定；評定

引言

臺秤作為一種計(jì)量器具，已廣泛應(yīng)用于日常的貿(mào)易結(jié)算和企業(yè)生產(chǎn)控制中。其量值的準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到貿(mào)易結(jié)算的公平性和企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量的過程控制。對臺秤測量結(jié)果的不確定度進(jìn)行評定，可降低示值誤差給測量結(jié)果帶來的不確定度，對于臺秤的測量和準(zhǔn)確度確定具有極其重要的意義。鑒于此，本文就臺秤示值誤差測量進(jìn)行不確定度評定。

1.概述

1.1測量依據(jù)

JJG14-2016《非自行指示秤檢定規(guī)程》

1.2環(huán)境條件

溫度：常溫；相對濕度：常濕

1.3測量標(biāo)準(zhǔn)

M1等級砝碼

1.4被測對象

以TGT-100臺秤為例，最大秤量Max=100kg，最小秤量Min=1kg，檢定分度值e=50g，準(zhǔn)確度等級為級。如表1所示

表1 TGT-100 臺秤最大允許誤差單位：g

1.5測量過程

用砝碼直接測量秤的示值，可得標(biāo)準(zhǔn)砝碼與秤實(shí)際值之差，即為秤的示值誤差。

1.6評定結(jié)果的使用

測量不確定度的表征合理地賦予被測量值的分散性，與測量結(jié)果相關(guān)的參數(shù)，一切的測量結(jié)果不可避免地具有不確定度。本不確定度在臺秤的500e和2000e二個(gè)稱量點(diǎn)進(jìn)行。在符合上述條件下的測量，一般可直接使用本不確定度評定結(jié)果，其他稱量點(diǎn)的示值誤差不確定度評定可參照本評定方法。

2.數(shù)學(xué)模式

E=I-m（1）

式中：E———示值誤差；

I———示值；

m———試驗(yàn)載荷值。

3.不確定度傳播率

由式（1）得方差傳播公式：

（2）

式中：

u（E）———示值誤差的測量不確定度；

u（I）———由臺秤示值帶來的不確定度分量；

u（m）———由標(biāo)準(zhǔn)砝碼帶來的不確定度分量。

所以式（2）簡化為

u2（E）=u2（m）+u2（I）（3）

4.標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

4.1由標(biāo)準(zhǔn)砝碼帶來的不確定度分量u（m）

選用100kgM1等級砝碼，根據(jù)JJG99-2006《砝碼》檢定規(guī)程可以查出，100kg砝碼的最大允許誤差MPE=5g，服從均勻分布，包含因子k= 。因此，標(biāo)準(zhǔn)砝碼不確定度分量為：

（1）25kg（500e）時(shí)：

（b）100kg（2000e）時(shí)：

4.2由被檢臺秤帶來的不確定度分量u（I）

4.2.1由人員的讀數(shù)誤差引起的不確定度分量u1（I）

通常非自行指示秤的標(biāo)尺刻線的間距應(yīng)不小于2mm，以保證間距尺寸公差不使稱量結(jié)果產(chǎn)生超過0.2e的誤差，因此，其分辨力0.2e（若采用規(guī)程7.4.4.6施加附加砝碼的方法，分辨力可達(dá)到0.1e，這里仍采用0.2e）。與單次讀數(shù)有關(guān)的不確定度估計(jì)均勻分布（k= ）。因此，由讀數(shù)引起的不確定度分量為：

（1）25kg（500e）時(shí)：

（2）100kg（2000e）時(shí)：

4.2.2由測量重復(fù)性引起不確定度分量u2（I）

（1）對秤的25kg稱量點(diǎn)進(jìn)行10次測量，得到下列數(shù)據(jù)，如表2所示。

表2計(jì)量單位：g

根據(jù)貝塞爾公式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差：

因此人員的讀數(shù)誤差引起的不確定度分量與測量重復(fù)性引起的不確定度分量取較大者，因此，u（I25）=u1（I25）=2.89g

（2）對秤的100kg稱量點(diǎn)進(jìn)行10次測量，得到下列數(shù)據(jù)，如表3所示。

表3計(jì)量單位：g

根據(jù)貝塞爾公式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差：

因此人員的讀數(shù)誤差引起的不確定度分量與測量重復(fù)性引起的不確定度分量取較大者，因此，u（I100）=u2（I100）=5.68g

5.合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

（1）25kg時(shí)：

（2）100kg時(shí)：

6.測量結(jié)果不確定度的報(bào)告與表示

（1）臺秤在25kg稱量點(diǎn)，其示值誤差測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度

U（25）=6.0g（k=2）

（2）臺秤在100kg稱量點(diǎn)，其示值誤差測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度

U（100）=12.8g（k=2）

7.結(jié)語

總而言之，對臺秤示值誤差測量的不確定度進(jìn)行評定是尤為重要的，而科學(xué)合理的評定由示值誤差給測量結(jié)果帶來的不確定度對臺秤的測量具有重要意義。本文對TGT-100臺秤示值誤差進(jìn)行不確定度評定，可為從事電子臺秤的計(jì)量檢驗(yàn)人員對電子臺秤示值誤差測量結(jié)果的不確定度的分析，提供一定的指導(dǎo)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李樹寶. 電子平臺秤的示值誤差的測量不確定度評定[J]. 輕工科技， 2012（8）：102-103.