关于汽车衡检定分度值的不确定度分析

　　0 引 言

　　国家检定规程《JJG 555—1996非自动称通用检定规程》4.8.6规定：有其它影响和制约，诸如：振动、降雨、气流机械约束、限制等应加以保护，如对于安装在室外，无恰当大气保护的秤其检定分度数n不能太大(n应不大于3 000)[1]。按照OIML R76《非自动衡器》国际建议4.4.4误差分配原则：C3级传感器用于制造检定分度数不大于3 000分度的III级秤[2]。

　　以上规定的理论依据是什么呢?从不确定度理论的角度分析汽车衡的检定分度值设定的合理性，衡器全过程中不确定度分量包括：由传感器u传、秤体u秤、仪表u表、衡器制造u制、环境变化u换、安装u安、检定u检、测量u测、使用u用、其它原因u其它引入的不确定度分量以及衡器合成不确定度u衡.由于各分量彼此独立不相关，合成不确定度公式[3]可近似为：

　　1 传感器引入的不确定度分量

　　传感器引入的不确定分量u传1、u传2……u传8.如图1所示，传感器的误差是三段式的，以第一段为代表性的分析。举例：C3等级的30 t传感器的分度值v=传感器量程/分度数。u传1=v×0.35，取置信概率95%，k=2.对于变量不相关的不确定度合成公式可得：

　　2 秤体仪表引入的不确定度分量

　　《JJG 555—1996非自动秤通用检定规程》秤误差分配系数，称重传感器为P1=0.7、称重显示器P2=0.5、机械构件连接件P3=0.5，满足，即产品的出厂误差中传感器的误差约为总误差的一半。

　　3 环境变化引入的不确定度分量

　　衡器使用所受环境影响，根据现场经验u换 =10 kg(根据长期观察托力多100 t数字汽车衡，稳定状态下称重60 t时，从无风到3～4级风时，观察引起内码值变化约为6～8 kg的实践经验得到)。

　　4 安装检定 衡器使用过程及其它原因引入的不确定度分量

　　通过汽车衡测量结果的不确定度分析得到，常用的50～100 t汽车衡不确定度分量小于10 kg，可以参考文献[3]新疆计量测试所赵力军的《电子汽车衡测量结果的不确定度评定》有明确的结论。

　　5 合成不确定度计算

　　不确定度合成公式可得：取置信概率95%，k=2.

　　举例：100 t汽车衡采用8只C3等级的30 t传感器 ，传感器的分度值v=30 000 kg/3 000=10 kg，0.35v=0.35 × 10 kg=3.5 kg，传感器第一段误差是3.5 kg. ，取置信概率95%，k=2.由8只传感器引入的合成不确定度u5 kg，取置信概率95%，k=2;u使用2+ u其它2=(10 kg/k)=(10 kg/2)=5 kg;

　　当使用8只C3等级的30 t传感器的组成的衡器，测量结果会有95%的数据落在±19.9 kg的误差范围内，但必需保证使用的传感器精度不能降低到C3以下，衡器才可继续使用，实际情况很难做到。