陳彪 劉澍 沈佳駿 靳晶 郭忠曉

（嘉興市計(jì)量檢定測試院，浙江嘉興 314000）

數(shù)字指示秤是一種廣泛應(yīng)用于貿(mào)易結(jié)算、生產(chǎn)過程控制等領(lǐng)域的計(jì)量設(shè)備。其測量的準(zhǔn)確性直接影響到人們的經(jīng)濟(jì)利益和生產(chǎn)安全。數(shù)字指示秤的示值誤差不確定度評定的主要目的是確定示值誤差的可靠范圍，從而為使用者提供準(zhǔn)確的測量結(jié)果。通過對不確定度的評定，還可以找出影響數(shù)字指示秤示值誤差的各種因素，從而采取相應(yīng)的措施來減小這些因素的影響，提高數(shù)字指示秤的測量準(zhǔn)確度?？偟膩碚f，對數(shù)字指示秤示值誤差不確定度的評定是一項(xiàng)重要的計(jì)量工作，對于保證貿(mào)易公平、維護(hù)生產(chǎn)安全、提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面具有重要意義。在已有研究成果方面，近年來許多學(xué)者針對數(shù)字指示秤測量不確定度評定進(jìn)行了深入研究。例如，有的研究者采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法來提高數(shù)字指示秤測量不確定度評定的精度。有的研究結(jié)果表明，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法可以有效地減小測量不確定度，提高數(shù)字指示秤的測量精度。然而，這一方法在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一定的局限性，其應(yīng)用價(jià)值需要進(jìn)一步探討。在這種情況下，本文旨在進(jìn)一步探討數(shù)字指示秤用于貿(mào)易結(jié)算的價(jià)值，并通過對測量不確定度評定方法的研究，以期提高貿(mào)易結(jié)算的公平性和準(zhǔn)確性。圍繞數(shù)字指示秤用于貿(mào)易結(jié)算的測量不確定度評定展開研究，為這一領(lǐng)域的研究提供新的思路和方法，不僅有助于保障貿(mào)易雙方的利益，還可以推動數(shù)字指示秤在貿(mào)易結(jié)算領(lǐng)域的應(yīng)用，提高貿(mào)易結(jié)算的效率和精度。

1 概述

1.1 測量依據(jù)和評定方法

國家計(jì)量檢定規(guī)程JJG 539-2016《數(shù)字指示秤》[1]；國家計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF 1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》[2]。

1.2 溫濕度狀態(tài)

溫度保持在常溫，相對濕度保持在常濕范圍。

1.3 所用標(biāo)準(zhǔn)器

M1等級標(biāo)準(zhǔn)砝碼，規(guī)格：50 mg～2 000 g、5 kg、10 kg、25 kg。

1.4 被測對象

ACS-30 電子秤，檢定分度值e=10 g，最大秤量30 kg、最小秤量0.2 kg，中等準(zhǔn)確度等級。

1.5 測量方法

通過在電子秤的承載器上添加和卸載荷，并采用查找閃變點(diǎn)的方法來確定其化整前的示值，然后計(jì)算P與L之間的差值，即為該電子秤的示值誤差。

1.6 評定結(jié)果的使用

本文不確定度評定對ACS-30 型電子秤的500e、2 000e和最大秤量三個(gè)不同的秤量點(diǎn)進(jìn)行。

2 測量模型

式中：

E-被檢電子秤化整前的示值誤差；

P-被檢電子秤化整前的示值；

I-被檢電子秤的示值；

L-附加載荷；

ΔL-加載至下一個(gè)示值所加的附加載荷。

3 方差和靈敏度系數(shù)

由測量模型E=P-L=I-L+0.5e-ΔL，得方差傳播公式：

式中：

u(E)-被檢電子秤示值誤差的測量不確定度；

u(I)-由被檢電子秤引入的不確定度分量；

u(L)-由標(biāo)準(zhǔn)砝碼引入的不確定度分量；

u(ΔL)-由附加載荷引入的不確定度分量。

靈敏度系數(shù)：

由于在具體測量過程中，附加標(biāo)準(zhǔn)砝碼的數(shù)值和誤差均相對微小，因此它們對測量不確定度的影響可忽略不計(jì)。故：

4 各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

4.1 由被檢電子秤引入的不確定度u(I)的評定

4.1.1 由被檢電子秤測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(I)1的評定

在重復(fù)條件下用標(biāo)準(zhǔn)砝碼對被檢電子秤進(jìn)行3 次連續(xù)測量，得到測量值，計(jì)算極差，估計(jì)服從正態(tài)分布，C=1.69，計(jì)算其實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s，實(shí)際測量中僅測量一次，故，u(I)1=s，數(shù)據(jù)如表1 所示。

表1 重復(fù)性測量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

4.1.2 由被檢電子秤分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(I)2的評定

電子秤檢定分度值為10 g，半寬a=5 g，服從均勻分布，包含因子，對于電子秤某一載荷L，記錄其示值I。連續(xù)加放相當(dāng)于0.1e的附加祛碼，直到秤的示值明顯地增加一個(gè)分度值，變?yōu)?I+e)，由此計(jì)算示值誤差。因此：

4.1.3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的選擇

考慮分辨力引入的不確定度已包含在重復(fù)性引入的不確定度分量中，取上述兩分量中較大值作為標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(I)，則各測量點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(I)如表2 所示。

表2 分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

4.2 由標(biāo)準(zhǔn)砝碼引入的不確定度分量u(L)的評定

根據(jù)JJG 99《砝碼檢定規(guī)程》的要求，5 kg M1等級砝碼的最大允許誤差是±0.25 g，10 kg M1 等級砝碼的最大允許誤差是±0.5 g，25 kg M1等級砝碼的最大允許誤差是±1.25 g，服從均勻分布，包含因子，因此各測量點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(L)如表3 所示。

表3 標(biāo)準(zhǔn)砝碼引入的不確定度分量

5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

5.1 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源主要由兩部分組成，分別由被檢電子秤引入和標(biāo)準(zhǔn)砝碼引入，如表4 所示。

表4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源

5.2 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(E)的計(jì)算

輸入量之間相互獨(dú)立且不具有相關(guān)性，因此，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

各秤量點(diǎn)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度如表5 所示。

表5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

6 擴(kuò)展不確定度的評定

取包含因子k=2，則：U=k×uc(E)。

則各稱量點(diǎn)的擴(kuò)展不確定度如表6 所示。

表6 各稱量點(diǎn)擴(kuò)展不確定度匯總

7 測量不確定度報(bào)告與表示

被檢ACS-30 型電子秤在5 kg 秤量點(diǎn)，其示值誤差的測量不確定度為：

被檢ACS-30 型電子秤在20 kg 秤量點(diǎn)，其示值誤差的測量不確定度為：

被檢ACS-30 型電子秤在30 kg 秤量點(diǎn)，其示值誤差的測量不確定度為：

8 不確定度評定的判斷

根據(jù)規(guī)程規(guī)定，被檢ACS-30 型電子秤在5 kg、20 kg、30 kg 的最大允許預(yù)設(shè)值誤差分別為5 g、10 g、15 g，則該檢定點(diǎn)的測量不確定度符合U＜1/3MPSE。

9 結(jié)束語

數(shù)字指示秤示值誤差不確定度評定在保證貿(mào)易公平、提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面有重要意義。為了進(jìn)一步探討數(shù)字指示秤用于貿(mào)易結(jié)算的價(jià)值，本文對數(shù)字指示秤示值誤差的不確定度進(jìn)行了評定和分析，從結(jié)果顯示，由被檢數(shù)字指示秤引入的不確定度較大，由標(biāo)準(zhǔn)砝碼和附加載荷引入的不確定度較小。