鄭建俊

(龍海市質(zhì)量計量檢驗檢測所 福建 龍海 363100)

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基于Visual Basic對F2級砝碼不確定度評定的軟件設(shè)計

鄭建俊

(龍海市質(zhì)量計量檢驗檢測所 福建 龍海 363100)

利用計算機VB語言的簡易人機交互功能，給出F2級砝碼不確定度評定的思路與流程圖，并設(shè)計出相應(yīng)的不確定度評定軟件。

VB語言；F2級砝碼；不確定度；軟件設(shè)計

一、F2級砝碼不確定度評定分析

依據(jù)JJG99-2006《砝碼檢定規(guī)程》[3]以及JJF1059.1-2012《測量不確定度評定和表示》國家計量規(guī)范，本所F2級砝碼的測量將用到的F1級標準砝碼，其測量范圍1mg～500g(包括克組與毫克組)，其擴展不確定度U≤(0.006～0.8)mg，包含因子k=2。

砝碼折算質(zhì)量的測量采用比較衡量法[4]，即ABA法；由此可得F2級砝碼測量的數(shù)學模型：

mB=mA+(VB-VA)(PK-P1,2)±ΔI×d

(1)

中：mB——被測砝碼的折算質(zhì)量，單位：g或mg；mA——標準砝碼的折算質(zhì)量，單位：g或mg；VB——被測砝碼的體積，單位：cm3；VA——標準砝碼的體積，單位：cm3；pk——測量時，實驗室的實際空氣密度，單位：g/cm3；p1,2——約定的標準空氣密度，單位：g/cm3；ΔI——被測砝碼與標準砝碼的平衡位置的差值，單位：分度；d——數(shù)字指示衡器的實際分度值，單位：mg/分度。

設(shè)：mP=(VB-VA)(PK-P1,2)

(2)

則式(1)簡化為：mB=mA+mp±ΔI×d

(3)

表A F2級砝碼的測量不確定度分量一覽表

由上表可知，F(xiàn)2級砝碼的合成標準不確定度為

(4)

有效自由度為

(5)

uc(mcr)所表征的概率分布近似為正態(tài)分布，所以F2等級標準砝碼折算質(zhì)量測量結(jié)果的擴展不確定度為

U(mct)=k·uc(mct)(6)

其中，k=tp(v)可按置信概率P及有效自由度veff(可取整為veff)查t分布表得到，P多數(shù)取95%。

二、軟件界面分析及設(shè)計

由于F2級砝碼有克組與毫克組，所以我們可以根據(jù)被測的砝碼值是克組還是毫克組來選取對應(yīng)檢測用的電子天平，由于我所就兩臺電子天平分別測F2級砝碼的克組與毫克組，因此我們可以在得知被測砝碼值大小時，就可得知選用天平的實際分度值大小，因此可知天平鑒別力所引起的不確定度分量ud。

根據(jù)公式(3)可知，空氣浮力的不確定度分量u(mp)與被測砝碼和標準砝碼以及空氣三者的密度有關(guān)，因為這些密度數(shù)據(jù)是固定的，所以被測的砝碼相對應(yīng)的空氣浮力引入的不確定度分量也是相對固定的(F2等級毫克組砝碼材料密度不做要求)。

標準砝碼引起的不確定度分量u(mcr)由標準砝碼的擴展不確定度及砝碼質(zhì)量的不穩(wěn)定性引起，根據(jù)JJG99-2006《砝碼檢定規(guī)程》可得相應(yīng)被測砝碼值所選用的F1級標準砝碼最大擴展不確定度為該砝碼相鄰兩個周期檢定結(jié)果之差的最大允許誤差的三分之一，采用B類方法評定，可以得知相應(yīng)的標準砝碼不確定度分量。

軟件可以根據(jù)選取的標準砝碼值來確認被測砝碼是克組還是毫克組，并直接選取相應(yīng)的天平和天平的分度值。軟件界面如下圖所示。

圖 F2級砝碼不確定度計算軟件界面

打開軟件，輸入被測砝碼的10個測量值，可以得到被測砝碼重復(fù)性引起的不確定度分量、標準砝碼不確定度分量、空氣浮力不確度分量以及天平鑒別力引起的不確定度分量，最終得到被測砝碼的合成不確定度；根據(jù)自由度取值計算擴展不確定需要的置信概率P的值。然后可以得到被測砝碼值的擴展不確定度u(mct)。一次計算完畢后，可以點擊清除，重新開始。具體程序源代碼在此不做贅述。

三、應(yīng)用實例

我們對F2級100g標準砝碼進行檢測,重復(fù)10次測量值分別是：100.0001g，100.0002g，100.0001g，100.0001g，100.0002g，100.0001g，100.0002g，100.0002g，100.0001g，100.0002g。

四、結(jié)論

設(shè)計軟件界面清晰，操作方面，經(jīng)過多次驗證，其功能符合需求，能夠準確完成擴展不確定度和有效自由度的計算。因此我們可以利用visual basic將不確定度評定工作從繁瑣的手工計算變?yōu)橛嬎銠C軟件處理，從而大大提升工作的準確性和高效性。

[1]中華人民共和國國家計量技術(shù)規(guī)范.JJF1059.1-2012.測量不確定度評定和表示.國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā),2012-12-03

[2]林卓然.VB語言程序設(shè)計(第2版).電子工業(yè)出版社,2009-01-01:25

鄭建俊(1984-)，福建莆田人，畢業(yè)于莆田學院，本科，工程師，研究方向:民生計量和強制檢定。