郭興華（天津市濱海新區(qū)漢沽計量檢定所，天津 300480）

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100 kg數(shù)字指示秤測量結果的不確定度評定

郭興華
（天津市濱海新區(qū)漢沽計量檢定所，天津 300480）

本文通過以100 kg數(shù)字指示秤為例，從測量條件、數(shù)學模型、不確定度評定、不確定度報告與表示等方面給出判斷、分析及計算數(shù)字指示秤測量結果不確定度的解決過程。

數(shù)字指示秤；測量結果；最大允許誤差；不確定度

在現(xiàn)今社會，數(shù)字指示秤與機械衡器比較，具有顯示直觀、使用方便等優(yōu)點，已經越來越廣泛的應用于市場、工廠、礦山、港口、倉庫等各行各業(yè)的商品貿易中，在人們生產生活中發(fā)揮著至關重要的作用。因此，對數(shù)字指示秤的檢定、監(jiān)督和管理成為了一項重要的工作和職責，具有與人民利益息息相關的現(xiàn)實意義。本文通過100 kg數(shù)字指示秤測量結果的不確定度評定，以達到對數(shù)字指示秤檢定和不確定度評定的深入學習的目的，希望廣大相關技術工作者給予指正。

1 測量條件

（1）被測對象。數(shù)字指示秤是通過稱重傳感器測量載荷重量、經電子裝置、數(shù)字顯示重量值的秤，屬于自行指示的非自動秤。本文不確定度評定的被測對象是最大量程100 kg、檢定分度值20 g的中準確度級數(shù)字指示秤。（2）測量依據(jù)。依據(jù)JJG539-1997《數(shù)字指示秤》國家計量檢定規(guī)程，選擇最大量程100 kg作為測試稱量點，進行不確定度評定。（3）測量原理。物體放置在承載器上，其重量通過承載器傳遞到數(shù)字指示秤的傳感器上轉化為位移量，傳感器隨之將物體的重量轉換成與被稱物體重量成一定函數(shù)關系的電信號（電壓或電流等），該信號傳輸?shù)椒Q重指示器后，經放大、濾波、數(shù)模轉換等環(huán)節(jié)轉換成數(shù)字量，由顯示器以數(shù)字方式將物體的質量顯示出來，實現(xiàn)對被稱物體的稱量。這個數(shù)字顯示的示值與質量約定真值（在此為標準砝碼的標稱值）之差，就是示值誤差。（4）標準器。經檢定合格的10 kg M1等級砝碼10個。

2 數(shù)學模型

2.1 不確定度來源

（1）標準砝碼。（2）偏載。（3）數(shù)字顯示的分辨力。（4）重復性。（5）測量人員。（6）測量環(huán)境。（7）電信號干擾。其中不確定度的主要來源為標準砝碼、數(shù)字顯示的分辨力和重復性的誤差。

2.2 數(shù)學模型

根據(jù)不確定度主要來源，建立數(shù)學模型為：E=I+0.5e-Δ m-m+Δ Es +δ x

E -被測對象示值誤差； I -被測量示值；

e - 檢定分度值； M - 標準砝碼質量；

Δ m - 附加小砝碼質量； Δ Es -重復性誤差；

δ x - 數(shù)字顯示分辨力誤差。

3 測量結果不確定度評定

3.1 各輸入量標準不確定度的評定

（1）標準砝碼引入的標準不確定度。在最大量程100 kg稱量點進行測量，需使用10 kgM1砝碼10個，依據(jù)JJG99-2006《砝碼》國家計量檢定規(guī)程，此砝碼最大允許誤差∣mpe∣=500 mg=0.5 g，按均勻分布、B類評定標準不確定度：

（2）數(shù)字顯示分辨力引入的標準不確定度。由數(shù)字顯示分辨力引入的標準不確定度分量采用B類評定。依據(jù)規(guī)程，在進行數(shù)字指示秤檢定時，采用閃變點方法來確定化整前的示值。采用閃變點方法可以使顯示器上數(shù)字顯示的分辨力為δ x =0.1d (實際分度值d = e)，區(qū)間半寬度為δ x /2，其化整分布按均勻分布分析，查表得= =0.29×0.1×20=0.58 g，估計約為10%，則自由度

（3）重復性引入的標準不確定度。在最大量程100 kg稱量點進行10次測量，結果如表1。

表1

自由度：υx=n -1= 111000-1=9

3.2 合成標準不確定度

3.3 擴展不確定度

4 測量不確定度的報告與表示

通過上述分析和計算，可將不確定度主要來源按其類型、數(shù)值、概率分布、自由度等進行匯總，如表2所示。

依據(jù)JJF1059.1-2012的要求，100 kg數(shù)字指示秤測量不確定度的報告為：I=100.01 kg，u95=5.95 g，。在此最大量程測量點的最大允許誤差mpe= 1.5e=30 g ，擴展不確定度

MAU=5.95≤1/3mpe=10 g，符合要求。

5 結語

通過對100 kg數(shù)字指示秤測量結果不確定度的評定，給出了判斷、分析及計算數(shù)字指示秤測量結果不確定度的解決過程，加深了對數(shù)字指示秤不確定度評定的理解，希望對大家的實際檢定和校準工作有所幫助。

[1] JJF 1059.1-2012 《測量不確定度評定與表示》，2012.

[2] JJG 539-1997《數(shù)字指示秤》，1997.

[3] 鄭黨兒.《簡明測量不確定度評定方法與實例》，2005.

表2 測量結果不確定度一覽表

O 212.1

A

1671-0711（2016）08（上）-0037-02