本文通過(guò)對(duì)最大秤量為150kg電子臺(tái)秤示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度分析 和評(píng)定，探討了偏載、分度值、水平度及標(biāo)準(zhǔn)砝碼等因素帶來(lái)的不確定度分量的來(lái)源和大小，并根據(jù)不確定度分析，來(lái)制定期間核查方法，從而為稱(chēng)量過(guò)程提供技術(shù)保證。

在生產(chǎn)過(guò)程中，由于工業(yè)測(cè)量過(guò)程的需要， 為保證稱(chēng)量過(guò)程的準(zhǔn)確性，常常要求我們對(duì)稱(chēng)重 過(guò)程加以控制，如減小稱(chēng)量誤差，建立期間核查 程序等，通常用戶會(huì)對(duì)衡器供應(yīng)商提出苛刻甚至 過(guò)分的要求，本文通過(guò)探討檢定分度值、實(shí)際分 度值對(duì)電子臺(tái)秤的不確定度影響，確立一種期間 核查方案，來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程的技術(shù)要求。下面以 150kg電子臺(tái)秤為例就電子秤的不確定度評(píng)定過(guò)程 進(jìn)行論述。

1.概述

1.1測(cè)量依據(jù)：JJG 539-1997《數(shù)字指示秤》 檢定規(guī)程。

1.2環(huán)境條件：常溫。

1.3測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：Mi等級(jí)砝碼。

1.4被測(cè)對(duì)象：電子臺(tái)秤：檢定分度值e:

50g ;頭際分度值d: 20g ;最大秤量：150句；最大 允許誤差：（1—23 kg ： ± 25g, (25—100 kg ： 土 50g, (100 150 kg ： 土 75g。

1.5測(cè)量過(guò)程：采用砝碼直接加載、卸載的 方式，分段測(cè)量電子臺(tái)秤示值與標(biāo)準(zhǔn)砝碼標(biāo)稱(chēng)值 之差，即為被校電子臺(tái)秤示值誤差。

2.數(shù)學(xué)模型與靈敏系數(shù)

2.1數(shù)學(xué)模型 E = P — m

式中：E—被校電子臺(tái)秤示值與M 1等級(jí)標(biāo) 準(zhǔn)砝碼的組合標(biāo)稱(chēng)質(zhì)量值的差值；

P—被校電子臺(tái)秤示值； m—M 1等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)砝碼的組合標(biāo)稱(chēng)質(zhì)量。

2.2靈敏系數(shù)

3.標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

3.1輸入量P的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u P 輸入量P的標(biāo)準(zhǔn)不確定度up)的來(lái)源主要有： 0測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度分量uPl);

Q電子臺(tái)秤示值分辨力引入的不確定度分 量 u (P2);

(3測(cè)量偏載誤差引入的不確定度分量uP ； (4電子臺(tái)秤承重面不水平引入的不確定度

分量u P4)。

3.1.1 電子臺(tái)秤的測(cè)量重復(fù)性引入的不確定 度分量upa采用A類(lèi)評(píng)定方法評(píng)定。在測(cè)量電 子臺(tái)秤時(shí)，在重復(fù)性條件下，對(duì)該秤Ug, 25kg, 75kg, 100kg, 150句測(cè)量點(diǎn)分別進(jìn)行10次測(cè)量， 求該秤以上測(cè)量電的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差s ：

實(shí)驗(yàn)室多次測(cè)量證明，通常

遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于示值分辨力引入的不確定度up2)。u(p1) 忽略不計(jì)。

3.1.2被測(cè)電子臺(tái)秤示值分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn) 不確定度分量M,被測(cè)電子臺(tái)秤實(shí)際分度值為 d=20g,故半寬為d/2,屬均勻分布，取包含因子

3.1.3測(cè)量偏載誤差引入的不確定度分量u P3),在用標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行偏載測(cè)量時(shí)，其偏載誤差 一般不會(huì)超過(guò)偏載測(cè)試對(duì)應(yīng)值的最大允許誤差，

由于一般秤具有4個(gè)承重點(diǎn)，故偏載對(duì)稱(chēng)重結(jié)果 的影響不超過(guò)其對(duì)應(yīng)值的最大允許誤差的1/4,服 從正態(tài)分布，包含因子k=3,則 

p )=MPEV

u p3>Txr

3.1.4電子臺(tái)秤承重面不水平引入的不確定度 分量u(p4),由于電子秤實(shí)際測(cè)量的是砝碼所受的重 力，如稱(chēng)重面不水平，則所受重力P與標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì) 量m將存在一定的夾角，所以測(cè)量過(guò)程中應(yīng)使臺(tái)秤

承重面處于水平狀態(tài)，估計(jì)其水平誤差不會(huì)超過(guò) 

3.1.6由于u(p2)、up3)、up)彼此獨(dú)立，互不 相關(guān)，因此

輸入量m的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u h)的主要來(lái)源于

由以上評(píng)定可以看出，電子臺(tái)秤的實(shí)際分度 值d在各不確定分量中所占比重較大，當(dāng)d = e =50g時(shí)，其不確定結(jié)果如下：

很明顯不確定度有很大改變，尤其秤量范圍

在25的以下時(shí)，其不確定度已經(jīng)大于其秤量范圍 的最大允許誤差± 0.5e (土 25g)。

如果使e=d=20g是否可行昵，在實(shí)際工作中 我們發(fā)現(xiàn)如果檢定分度值e過(guò)小，那么電子臺(tái)秤在 檢定周期內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)大量不合格現(xiàn)象，其型式很 難獲得批準(zhǔn)，所以市場(chǎng)上出現(xiàn)了許多實(shí)際分度值 與檢定分度值不一致的電子秤。

上面的不確定度評(píng)定過(guò)程說(shuō)明，d并不能 提高電子秤的準(zhǔn)確度，但可以大大降低其不確定 度，通過(guò)此功能不僅可以提高我們?nèi)粘y(cè)量的精 度，也使我們有了一種期間核查的方法來(lái)保證校 準(zhǔn)周期內(nèi)稱(chēng)量過(guò)程的準(zhǔn)確性。

為此，我們可以準(zhǔn)備一個(gè)25kg左右的性質(zhì)穩(wěn) 定的物體，在送檢回來(lái)后進(jìn)行多次稱(chēng)量，記錄其 示值并計(jì)算示值平均值，每間隔一段時(shí)間，再重 復(fù)上述稱(chēng)量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)其值發(fā)生變化時(shí)，增加或減 少20g,我們就應(yīng)再次送檢。這是因?yàn)殡m然最大允 許誤差 MPE 為 ±25g,但 d+U=20g+13g=33g,已大 于最大允許誤差，故應(yīng)重新溯源，又因?yàn)殡娮映拥?/span> 誤差基本為線性的，150kg秤量點(diǎn)的誤差基本為 25kg的三倍左右，當(dāng)25kg測(cè)量點(diǎn)變化±20g時(shí)，其 最大秤量變化約為± 60g,小于其最大允許誤差土 75g,因此對(duì)25kg點(diǎn)進(jìn)行核查，可以保證全量程的 測(cè)量準(zhǔn)確度，且25kg的核查標(biāo)準(zhǔn)較易獲得，容易實(shí) 現(xiàn)，而不必再準(zhǔn)備100kg以上的核查替代物。