电子衡器计量检定不确定度评定相关问题探讨

电子衡器计量检定不确定度评定相关问题探讨

孙长远

孙长远

龙江县质量技术监督局黑龙江省龙江县

摘要：在当今社会发展当中，为了更好的保证市场的稳定运行，使得市场的运行效率能够得到显著的提升，我们必须要做好电子衡器计量检定工作只有做好这项工作，才能更好的保证测量结构的精确性和科学性，本文对电子衡器计量检定不确定度评定相关问题进行简要的分析和探究，以供参考和借鉴。

关键词：电子衡器；计量；不确定度评定

当前我国经济发展的水平在不断的提高，所以各项技术也有所发展，在计量检定工作出现了很多不同的电子衡器，但是这些电子衡器在性能上和性质上都存在着相对较为明显的差异，这样也就使得计量检定工作受到了非常明显的影响，甚至还会在这一过程中受到较大的威胁，所以我们需要对电子衡器计量检定的不确定性因素进行更加全面的分析。

1、相关研究对象

从我国现行的相关规定章程当中来看，在进行研究过程中，我们需要将外界温度条件控制在-10～40℃。然后采用100mg～10kg的四等砝码进行研究，其中每一类砝码的误差值均不得超过±（0.5mg～0.5g）。为了保证测量结果的准确性，顺利完成研究工作，在本研究当中决定选用的对象是Ⅲ级电子秤，要求该电子秤的称量最大应为15Kg，分度值为5g。

2、电子衡器的测量过程

在测量工作中，研究人员应该从零开始，在研究的过程中逐渐的增加砝码，同时在增加砝码的时候还要注意到的一个非常重要的问题就是应该按照从小到大的顺序去添加，直到其已经达到了电子称最大的量程。之后按照从小到大的顺序减小砝码的重量，最后回到零。在这一过程中所展现出的误差值就是标准砝码和分段值之间存在的一些差异。我国现行的规定中，检定电子称的时候一定要选择最大称量、二分之一最大称量、2000分度值和500分度值对其进行测量，从人体确定电子称的不确定度。

3、建立数学模型

为了保证研究结果的准确性，我们需要建立的数学模型为：△E=P-m在本数学模型当中，△E值的是电子秤的示值误差，P表示的是电子秤的示值，而m表示的是标准砝码的值。

4、不确定度的评定方法

在本研究过程中，我们所选定的研究对象是一台Ⅲ级电子秤，要求该电子秤的最大称量在15kg，其分度值要求为5g。为了测定结果的准确性，我们决定采用重量为100mg～10kg的四等砝码进行测量，并且要求每个砝码的误差不超过±（0.5mg～0.5g），所以根据分析，在本研中存在的不确定主要来自以下三阶段：○1由于在测量过程中具有重复性，导致电子秤存在不确定度；○2由于温度的差异以及电子秤水平偏差而导致电子秤存在不确定度；○3由于电源或者电压的影响而导致电子秤存在不确定度。

4.1因电子秤的示值（P）而存在的不确定度

（1）因测量重复性而导致不确定度

之后随机选择5台相同类型的电子称，每一台电子称都在15kg的位置进行两组测试，每组测试的时候应该将电子称反复检测10次，根据以上的计算方式。计算出10次测量的标准差，这样就可以得到合并样本的标准差，最后我们可以得到测量重复性所导致的不确定度为0.29h，同时其自由度为90。

（2）因温度条件的影响以及电子秤的水平偏差而引起的不确定度

首先，在实际的工作中，我们一定要对电子称因为水平偏载的影响而出现的不确定度进行测量，这个时候一定要保证电子称上最大称量的三分之一砝码被放在秤面四分之一的位置上，这个时候砝码的半宽应该是2.5g，在通过了详细的及素颜之后，最大值与最小值之间的差值一定要在5g之内。通常，我们在使用电子称的时候，砝码所摆放的位置所出现的差异和水平偏载因素所导致的误差是有较大的差距的。假如我们将电子称使用中的偏载误差设定为实验误差的三分之一，此外还要保证其分布完全符合设计的需要，这样的状况下，我们就可以有效的对电子称由于水平偏差而导致的不确定度进行计算，同时其自由度的具体数值也可以准确的计算出来。

（3）因电源或电压而引起的不确定度

在试验过程中，如果电源电压发生变化，那么示值也会发生变化。一般来说，示值变化的幅度为0.2分度值，也就是1.0g，如果说半宽为1.0g，并且其分布情况满足设计要求，那么我们可以计算出其不确定度为0.58g，自由度为50。

（4）输入量P的不确定度

由于测量重复性引起的不确定度、电子秤偏载误差引起的不确定度、电源电压引起的不确定度是输入量P不确定度的三个分项，并且三者彼此独立，因此我们可以将上述的不确定度联系起来，进而就可以计算出输入量P的不确定度以及自由度为150。

4.2输入量m的标准不确定度

检定证书中未指出扩展不确定度，查询允误差表可知，15kg砝码的允许误差为±0.75g，因此可以计算输入量m的标准不确定度为0.43g，由于△u（m）/u（m）=0.10，进而可以计算自由度为50。

4.3合成标准不确定度

本次研究中，输入量P和输入量m相互独立，首先可以求出二者的灵敏系数：1，-1。因此可以求出合成标准不确定度为0.96g。经计算，合成标准不确定度的有效自由度为179。

4.4扩展不确定度

将合成标准不确定度的有效自由度估算为100，置信率取95%，查相关资料可得到Kp为1.984，最终，扩展不确定度为1.8g。

5、测量不确定度在计量检定中的具体应用

5.1测量装置中的不确定度应用

在对检测装置进行检定处理的时候，一方面要检测出具体的结果，同时还要按照测量的整个流程和得出的结果算出不确定度和扩展不确定度，举例来说，我们在对出租车的计价器进行检定的时候就要使用计价器不同收费的标准对其不精确度进行详细的计算，之后将整个计算数据进行有效的整合处理，之后再完成标准不确定度的合成工作。按照相关的标准和要求还要对扩展不确定度进行更加详细的计算。在测量报告的内容中，要尤其重视不确定度和扩展不确定度，要按照计时器使用过程中所产生的误差值对其实测过程中出现的误差，推导出对应的表达式，通过以上的阐述我们就可以充分的看到使用不确定度测量可以为系统的多个复杂计量工作提供更加科学和全面的参考数据，这样也就可以有效的保证测量工作的科学性和准确性。

5.2测量器具中不确定度的应用

测量器的种类多种多样，以家用中的电能表为例，电能表与人们的用电生活密切相关，电能表的测量不确定度工作也显得十分重要。在对电能表进行测量检定时，由于电能表的使用与各种家用、工用电器有很大关系，所以要充分考虑各种影响不确定度的因素，再利用对电能表装置计算测量不确定度的各种分散化分量数值，然后合成标准不确定度，计算出扩展不确定度。最后，利用标准装置对电能表进行测量检定，所采用的检定方法与不确定度的测量相似，要充分考虑测量不确定度的所有影响因素。

6、结束语

在今后的实际工作中，检定工作还面临着一些问题，如，一些检定部门拥有的砝码有限，很难测试大型衡器的最大称量；目前大型衡器越来越多，一些检定部门运输力量薄弱，即使具备了大型砝码，也很难运输到检定现场。因此，在以后的发展中，还需继续研究，从而进一步提高电子衡器计量检定工作的整体水平。

参考文献：

[1]钱绍圣.测量不确定度[M].清华大学出版社，2002.

[2]李慎安.测量不确定度评定中的相关性[J].中国计量，2002，4.