电子汽车衡示值误差测量结果不确定度评定

杨大为

摘 要：依据JJG539-97《数字指示秤》的检定规程规定，以其中校准技术及环境条件要求为基础，使用M1级-M11级砝码对一台电子汽车衡测量重复性、偏载误差、电源电压稳定度和计算示值分辨力、低准确度等级砝码等方面，通过引入不确定度分析电子汽车衡示值误差测量结果的不确定度。

关键词：电子汽车衡；示值误差；不确定度

1 概述

1.1 测量依据

测量依据：JJG539-97《数字指示秤》检定规程。环境条件：温度在-10～40℃之间，湿度小于等于70%RH，如果为室外检定，则现场风力不能超过4级，天气状况良好，无雨雪。测量标准：M1级-M11级砝码，依据JJG99-1990《砝码试行检定规程》规定，1-1000kg的砝码质量最大允许误差50mg～100g之间。

1.2 被测对象

电子汽车衡Ⅲ级，型号：SCS-80，由哈尔滨精士达衡器制造有限公司制造。检定分度值e为20kg，最大允许误差值：0～500e不超过10kg、500e～2000e不超过20kg、2000e以上不超过30kg。

1.3 测量方法

测量方法：用砝码直接进行加载和卸装，对标准砝码以及示值的差进行分段测量，得出的结果为示值误差。文章主要测量均匀分布在电子汽车衡上的10个测量点[1]。

2 数学模型

△E=P-m

上面公式的△E为电子汽车衡示值误差，P为电子汽车衡示值，m为标准砝码质量值。

3 输出量的标准不确定度评定

3.1 输入量P的标准不確定来源u（p）

通常而言，输入量P的标准不确定来源u（p）有很多方面的因素，文章主要探讨电子汽车衡测量重复性、四角偏载误差、电源电压稳定度这四个方面的因素。

（1）电子汽车衡测量重复性造成的标准不确定度分项u（p1）。在评定u（p1）时，选择固定砝码连续测量电子汽车衡10次，得出的测量结果分别为79980kg、79980kg、80000kg、79980kg、80000kg、80000kg、79980kg、80000kg、80000kg、80000kg。

（2）电子汽车衡器偏载误差造成的标准不确定度分项u（p2）。在电子汽车衡的偏载试验中，如果使用的秤其承载器支承点个数在4个以上，则每个支承点都要施加1/（N-1）的最大秤量的砝码。文章所研究的电子汽车衡总共有8个支承点，将10t重的砝码施加到每个支承点上，并放置在四分之一面积大的秤台上[2]。这里偏载的最大允许误差值在10kg之间。在测量试验的过程中，需要将砝码放置在合适的位置上，通常在偏载试验中得出的值要大于实际偏载量[3]。文章取偏载试验的三分之一为误差值，分布均匀，包含因子，则：

3.2 输入量m的标准不确定度评定

在评定输入量m的标准不确定度的过程中，如果使用的砝码准确度等级较低，通过查允差表，可知其为最大允许误差的。而80t砝码允差在30kg之间，则输出量P的标准不确定度计算方法如下：

4 合成标准不确定度的评定

4.1 标准不确定度汇总表

4.2 合成标准的不确定度计算

因为输入量P和m互不相关，独立存在，所以合成标准不确定度能够根据下式进行计算：

4.3 合成标准不确定度的有效自由度计算

合成标准不确定度的有效自由度为veff，则：

文章将合成标准不确定度的有效自由度veff估算为∞。

5 扩展不确定度的评定

文章研究的四种标准不确定度分量是独立存在的，合成满足正态分布的规律，置信水平P=0.95，度查t分布可得：

在最大秤量80t时测量合成标准不确定度的有效自由度veff=∞。

参考文献

[1]李俊.风速仪示值误差测量结果的不确定度评定[J].科技展望，2015（11）：152.

[2]邢东华.动态汽车衡示值误差测量结果的不确定度评定[J].质量技术监督研究，2015（2）：2-5.

[3]郑振强.数字指示秤示值误差测量结果的不确定度评定探讨[J].中国计量，2013（5）：94-95.