电子衡器计量检定不确定度评定相关问题分析

周明皓

摘  要：经济是国家发展的核心，其中商业化发展占有的比重越来越大，电子衡器被应用到日常的生产生活中，成为计量产品的重要工具。电子衡器的应用让生活更加便利，它不仅仅是一个普通的计量工具，有时候甚至可以上升到国家贸易公平性的高度。为了保证市场有秩序的正常运行，电子衡器的计量检定工作需要得到重视，准确性是计量检定工作的关键。因此，本文通过对电子衡器等相关概念的阐述，分析电子衡器计量检定不确定度的评定过程，希望能够为计量检定工作的实施提供参考。

关键词：电子衡器;计量;不确定度评定

科技的发展改变了人们的生活方式，尤其是科技在生产设备领域的应用，制造出很多先进又方便的生产生活用具，電子衡器就是其中的一个具体表现。经济的发展带动电子衡器进入一个新的时期，被使用的范围广泛，也催生了各种类型的电子衡器。而电子衡器的多样性也为计量检定工作增加了不少难度，这个过程中就容易出现计量检定的不确定度，小细节就会影响到最终的计量结果，降低称量的准确性，破坏贸易往来的公平。

1 电子衡器设备常见的问题

1.1 产品设计有缺陷

一个产品的问题很容易出现在产品的本身设计上，在设计电子衡器设备的内部结构时，就可能有很多细节没有考虑到，最后在成品中出现各种问题。比如电磁对电子衡器的干扰;温度变化的影响，温度的高低或者突然变化的温度差等情况都可能使计量结果出现误差;还有一点就是湿度问题，产品在潮湿的环境中使用也会出现偏差，这些问题都是产品设计时需要解决的。

1.2 追求效益

有的企业可能过于追求产品能带来多少利益，而忽视了产品本身的质量，为了降低生产成本，在制造电子衡器的时候用的原材料多为低质甚至是不合格的。

1.3 检验把关不严格

企业产品生产中最终环节也是最重要的一步就是质检，很多厂家都没有质检部门或者根本不按规定对产品进行测试和检验，保证不了产品的质量。

2 测量不确定度与测量误差

很多人对计量检定结果的不确定度都有误解，认为不确定度就是结果中的误差，事实上两者之间还是有一定区别的。不确定度以误差理论为基础依据，研究方式上是有一定的相似程度的，不确定度在误差之上建立，具有类似的计算和评定方式，而两者之间的区别主要在于定义和具体操作中。不确定度是根据测量数据结果的分散性，对数据进行分析和计算从而得到的一个区间值，不是具体数值。误差则是测定结果与实际之间的差值。在进行不确定度的测定时，是工作人员通过参考资料以及借鉴相关经验对测量结果有一个范围的定值，这种操作容易被测定人员的水平影响。而误差则是测量值与真实数值的偏差程度，一般都是估算出来的，受到其它因素影响较小。但是无论是误差还是不确定度都是一种估值，并没有绝对的意义。

3 电子秤不确定度评定方法探讨

在本研究过程中，采用的是市场上常用的Ⅲ级电子秤，这种电子秤的最大称量为15公斤，最小分度值为5克，这种电子秤测量结果更加准确，能够确保研究工作顺利进行。选用的砝码是100毫克至10公斤的四等砝码，确保每一类砝码的误差值在允许范围之内。在研究过程中，确保环境温度在-10度到40度之间。本研究中存在的不确定度主要来源于三个方面：一是在测量过程中，存在着重复性，所以，影响到不确定度;二是环境温度的变化和电子秤的水平偏差会影响到电子秤的不确定度;三是不同的电源或者电压的变化会导致电子秤存在不确定度。

3.1 因测量的重复性而导致的不确定度

在试验中，通过在电子秤上测量15kg的固定砝码，分别示值为：15.000、14.995、15.000、15.000、14.995、14.995、14.995、15.000、14.995、14.99

5，共测量十次，经计算，其平均值为14.997kg，本次试验的标准差是0.258g，随机抽取五台这样的电子秤，采用以上方法测量十次，所使用的砝码仍然是15kg的固定砝码，针对每次试验所用的电子秤测量的十次数据，都采用以上方法，算出平均值和标准差，最后再根据几台电子秤的测量和计算结果，算出标准差，最后的标准差为0.41，综上所述，这次试验中由于重复测量带来的不确定度为0.29，自由度是90。

3.2 电子秤水平偏差影响所产生的不确定度

先来研究电子秤因为水平偏载而产生的不确定度，按照相关技术规程，取最大称量的三分之一砝码，让这些砝码占电子秤秤台的四分之一，经过计算得出，偏载测量最大值和最小值之间的差不超过5g。实际上，在使用电子秤的过程中，由于砝码放置位置产生的误差远远小于电子秤水平偏载所产生的误差。如果将电子秤的偏载误差设定为使用过程中误差的三分之一，并且，其分布满足设计要求，可以计算出，电子秤因水平偏差所产生的不确定度为0.48克，其自由度为50。

3.3 因电源和电压所产生的不确定度

在试验中，示值会受到电源电压的变化影响，通常受到电源电压所影响而产生的示值变化幅度为五分之一分度值，也就是1g，如果设定半宽为1g，且其分布满足要求，可以计算出应电源电压变化而产生的不确定度为0.58克，自由度为50。

3.4 输入量p的不确定度

（1）输入量m的标准不确定度。通过查询误差表能够知道，15千克（kg）砝码的允许误差为±0.75g，据此，通过相关计算公式可以计算出输入量m的不确定度为0.43克，自由度为50。

（2）合成标准不确定度。在研究过程中，知道输入量p、输入量m这两者是相互独立的，他们的敏感系数分别为-1，1，据此，根据相关计算公式，可以求出标准不确定度为0.96克，有效自由度为179。

4 测量不确定度在计量检定中的具体应用

4.1 测量装置中的不确定度应用

在对电子衡器进行计量检定的过程中，不仅要获取到测定的数据结果，还要根据测定过程以及测定标准与实际测定结果的分析得到计量测定的不确定度。以出租车计价器为例，在对计价器进行检定的时候，可以分时段进行计量测定，最后将各个阶段所得到的数据统一整合，分析出这些时段的不确定度，最后根据得到的不确定度扩展分析计算，得到一个具有普遍性的不确定度范围值。运用这种方法，能够为复杂的装置提供一个计量检定参考方式，确保检定结果更加准确。

4.2 测量器具中不确定度的应用

生活中的电子衡器种类多样，根据功能、样式结构、品牌可以分为多个类别。以家用的电能表举例，电能表是统计测量家中用电量的重要器具，需要具有高准确性和稳定性。而电能表在使用过程中，受到的影响因素也比较多，在评定其不确定度的时候要充分考虑到这些影响因素对数值产生的变化，全面分析不确定度数值与真实数值之间的数据。

5 结束语

总而言之，即使国内的电子衡器已经发生了巨大的改变，发展也比较迅速，在电子衡器产品的结构设计还是生产水平都有了巨大突破，但是与国际先进水平还是有很大的差距，尤其是在电子衡器的稳定和精确程度以及计量检定的工作方法上，都需要更加深入研究，提升空间还很大。

参考文献

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