数字指示秤示值误差测量结果的不确定度评定

乔国强

1 概述

1.1 测量依据

JJG539-1997《数字指示秤》国家计量检定规程。

1.2 测量环境条件

温度：（-10～40）℃。

1.3 测量标准

F2级砝码，根据JJG99-2006《砝码》国家检定规程中给出100mg～5kg砝码质量的最大允许误差应该为±（0.16～80）mg。

1.4 被测对象

精度等级为3级的多分度值电子计价秤，称量范围与分度值为（0～3）kg/1g；（3～6）kg/2g；（6～15）kg/5g。

1.5 测量过程

依据检定规程，从零点起按小到大的顺序加砝码至最大称量，用相同的方法卸砝码至零点。测试至少要选5个称量。每个称量示值与标准砝码之差即为示值误差。

1.6 评定结果的使用

符合上述条件下的测量结果，可使用本不确定度的评定法。

2 数字模型

根据定义：数字指示秤示值误差△E为：

△E=P-m

式中△E——为电子计价秤示值误差；

P——电子计价秤示值；

m——标准砝码质量值。

3 输入量的标准不确定度评定

3.1 输入量P的标准不确定度u（P）的来源

主要是电子计价秤测量重复性u（P1），电子计价秤偏载误差 u（P2）以及示值随电源电压变化 u（P3）。

3.1.1 电子计价秤测量重复性引入的标准不确定度分项u（P1）评定

取一台精度等级为3级，称量范围与分度值分别为（0～3）kg/1g；（3～6）kg/2g；（6～15）kg/5g 的多分度值电子计价秤作为被测对象，用固定砝码在5kg称量点连续测量10次，测量结果如下（单位kg）：

因实际检定时取单次测量值，故该结果的标准不确定度为 u（P1）=SP1=0.16g

自由度 vp1=n-1=9

3.1.2 电子计价秤的偏载误差引起的标准不确定度分项u（P2）的评定

电子计价秤进行偏载试验时，用最大称量1/3的砝码，放置在1/4秤台面积中，最大值与最小值之差一般不会超过2 g，半宽a=1g，而测量时放置砝码的位置较为注意，偏载量远比做偏载试验时少，假设其误差为偏载试验时的1/3，并服从均匀分布，包含因子

3.1.3 电源电压稳定度引起的标准不确定度分项u（P3）评定

电源电压在规定条件下变化可能会造成示值变化0.2e即0.4g，假设半宽度a=0.4g，服从均匀分布，包含因子k=

3.1.4 输入量P的标准不确定度的计算

由于输入量P的分项彼此独立不相关，因此

3.2 输入量m的标准不确定度评定

输入量m的不确定的可以按OIMLR111砝码国际建议的约定，对低准确度级砝码的标准不确定度等于允差表规定的最大允许误差的。

查表得到5kg砝码，允差±80mg，其标准不确定度

4 合成标准不确定度的评定

4.1 灵敏系数

4.2 标准不确定度汇总表

标准不确定度分量 u（xi）u（P）不确定度来源 标确输入量P的不确定度主要来源于电子秤的测量重复性、电子秤的偏载、电0 u（m）准不定度灵敏系数Ci u（Xi）vi源电压波动砝码.330.3376 0.046 Ci 1 -1 0.04650

4.3 合成标准不确定度的计算

输入量P与m彼此独立不相关，合成标准不确定度时按下式

4.4 合成标准不确定度的有效自由度

合成标准不确定度的有效自由度veff为

将合成标准不确定的有效自由度veff估算为50。

5 扩展不确定的评定

取置信概率95%，按有效自由度，查t分布表得到：

扩展不确定度

6 测量不确定度的报告与表示

电子计价秤示值误差测量结果的扩展不确定度为：

[1]JJF 1059-1999，测量不确定度评定与表示[S].

[2]常用测量不确定度评定方法及应用实例[M].