田靜蕾

衡水市冀州區(qū)綜合檢驗(yàn)檢測(cè)中心 河北冀州 053200

電子天平用于稱量物體重量，它具有測(cè)量精準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用范圍廣、使用方便等特點(diǎn)。由于電子天平能夠?yàn)槠髽I(yè)提供準(zhǔn)確的質(zhì)量計(jì)量數(shù)據(jù)，所以，它得到了眾多企業(yè)的喜愛與追捧[1]。不管是新技術(shù)創(chuàng)新還是科研，都需要電子天平的支持。一旦電子天平出現(xiàn)讀數(shù)不準(zhǔn)確等問題，就會(huì)在一定程度上影響企業(yè)的發(fā)展。電子天平的校準(zhǔn)工作中，應(yīng)積極采用先進(jìn)的校準(zhǔn)前核查技術(shù)、外部校準(zhǔn)技術(shù)，有效提升相關(guān)校準(zhǔn)工作效果，保證電子天平應(yīng)用的準(zhǔn)確性，預(yù)防因?yàn)椴粶?zhǔn)確的校準(zhǔn)出現(xiàn)問題，達(dá)到預(yù)期的工作目標(biāo)。

1 電子天平分析

對(duì)于電子天平而言，最為重要的組成部分就是秤盤部件、傳感器部件、位置檢測(cè)器部件、PID 調(diào)節(jié)器部件、功率放大器部件等等，其中就傳感器設(shè)備而言，會(huì)對(duì)電子天平的稱量準(zhǔn)確性產(chǎn)生直接影響。電子天平在實(shí)際應(yīng)用期間，主要原理就是電磁力與電磁力矩補(bǔ)償，在稱量某些物品的過程中，可以使其在重力場(chǎng)中有所平衡，獲取到準(zhǔn)確的質(zhì)量數(shù)據(jù)信息，不僅可以清晰的將物體質(zhì)量顯示出來，還能夠自動(dòng)化檢測(cè)相關(guān)系統(tǒng)，準(zhǔn)確度很高，應(yīng)用的效率也很強(qiáng)。近年來電子天平受到廣泛的重視與應(yīng)用，其稱量的準(zhǔn)確性對(duì)使用價(jià)值會(huì)產(chǎn)生直接影響，在此情況下，合理的進(jìn)行電子天平的校準(zhǔn)十分重要，科學(xué)有效的開展校準(zhǔn)工作，有助于提升電子天平的稱量準(zhǔn)確性，滿足當(dāng)前的使用要求。

2 測(cè)量過程簡(jiǎn)述

2.1 測(cè)量依據(jù)

JJG1036-2008《電子天平》檢定規(guī)程。

2.2 測(cè)量環(huán)境條件

（1）溫度24℃，每4h 波動(dòng)不大于1℃；

（2）相對(duì)濕度54%RH，不大于70%RH；

（3）其他影響量：無易察覺氣流，遠(yuǎn)離振源、磁源；

（4） 供 電 電 源： 電 源（-15 至+10）%， 頻 率（-2 至+2）%。

2.3 被測(cè)對(duì)象

電子天平，測(cè)量范圍（0-200）g，標(biāo)稱分度值d 為0.1mg。

2.4 測(cè)量方法

測(cè)量時(shí)候采用直接測(cè)量法，將標(biāo)準(zhǔn)砝碼放置在被檢電子天平上，待示值穩(wěn)定后，讀取天平示值。可得標(biāo)準(zhǔn)砝碼與電子天平實(shí)際值之差，即為電子天平的示指誤差[2]。

3 輸入量的不確定度來源分析

輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度是測(cè)量輸入量的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生的不確定度；由輸入量引入的不確定度分量是整個(gè)輸入過程中不確定度的合成。

（1）對(duì)電子天平來說，影響輸入量m 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（m）的因素主要包括：

①測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u 重復(fù)性（m）；

②溫度變化及振動(dòng)等引起示值不確定度u 溫及振（m）

③電子天平分辨率引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u 分辨率（m）

（2）由標(biāo)準(zhǔn)砝碼本身的誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（m 標(biāo)）。

4 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定實(shí)例

4.1 輸入量m 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（m）的評(píng)定

（1）測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u 重復(fù)性（m）的評(píng)定。該項(xiàng)不確定度可以通過連續(xù)測(cè)量得到測(cè)量數(shù)列，采用A 類不確定度評(píng)定。本次測(cè)量中用E2 等級(jí)砝碼對(duì)測(cè)量范圍10mg-200g 的電子天平進(jìn)行10 次重復(fù)性測(cè)量。測(cè)量結(jié)果如下：m1=200.0000g，m2=200.0002g，m3=200.0001g，m4=200.0002g，m5=200.0002g，m6=200.0003g，m7=200.0003g，m8=200.0001g，m9=200.0000g，m10=200.0002g。其平均值為：200.0002g，可用貝塞爾公式計(jì)算得：

u 重復(fù)性（m）=s（xi）=0mg

自由度υ 重復(fù)性（m）=（n-1）=9

（2）溫度變化及振動(dòng)等引起示值不確定度u 溫及振（m）。溫度變化及振動(dòng)等引起示值不確定度u 溫及振（m），采用B 類評(píng)定方法。溫度變化及振動(dòng)等引起示值變動(dòng)一般不大于1 個(gè)顯示值，該天平實(shí)際分度值為0.1mg。

u 溫及振（m）=d/k，為均勻分布k=√3

得u 溫及振（m）=0.06mg

自由度υ 溫及振（m）=50

（3）電子天平分辨率引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u 分辨率（m）。u分辨率（m）=0.29d

得u 分辨率（m）=0.029mg

自由度υ 分辨率（m）=∞

（4）電子天平示值得合成不確定度u 示指（m）。由于各輸入量之間的相關(guān)性可以不予考慮，因此

u2 示指（m）=u2 重復(fù)性（m）+u2 溫及振（m）+u2 分辨率（m）

得u 示指（m）=0.067mg。

自由度υ 示指（m）=u 示指4（m）/[u4 重復(fù)性（m）/9+u4溫及振（m）/50+u4 分辨率（m）/∞]

得υ 示指（m）=0.0674/（0.064/50）=78

4.2 由標(biāo)準(zhǔn)砝碼本身的誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（m 標(biāo)）

該項(xiàng)不確定度是由于標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度，采用B 類方法進(jìn)行評(píng)定。

由JJG99-2006《砝碼檢定規(guī)程》可知200g 砝碼的擴(kuò)展不確定度不大于0.1mg，取k=2。則：標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（m 標(biāo)）=0.1mg/2=0.05mg。

估計(jì)Δu（m 標(biāo)）/u（m 標(biāo)）=0.1，則自由度υ（m 標(biāo)）=1/2×（0.1）-2=50。

凡符合上述條件的測(cè)量結(jié)果，一般可參照使用本不確定度的評(píng)定方法。本測(cè)量不確定度結(jié)果，對(duì)日常檢定工作具有積極地指導(dǎo)意義[3]。