数字指示秤检定不确定度的计算

　　数定指示秤的检定,是采用标准砝码直接加载到数字指示秤的承载器上,依据标准器量值与数字指示秤的显示示值进行比较,求出数字指示秤的称重质量差值。

　　我们选用济南金钟衡器公司的ACS-15型的电子计价秤的最小秤量进行分析,该秤的最大称量为15kg,分度值为5g。

　　1　数学模型的建立

　　标准砝码称重的输出是被检数字指示秤直接显示质量,依据JJG539-97《数字指示秤检定规程》指明的化整前的修正误差计算式:

　　式中　I为数字指示秤显示的示值; m为标准砝码的标称值;Δm为附加的小砝码; Ec为化整前的误差; E0为零点误差; e为数字指示秤分度值。

　　以上各分量之间互不相关,按不确定度传播律,输出量估计值的方差为:

　　2　不确定度来源

　　分析不确定度来源时,应从设备、人员、环境、方法及被测对象几个方面全面考虑,不可遗漏,也不可重复。在上面的函数表达式中,未能包含所有不确定度来源,遗漏了电子计价秤的水平及温度因素,因此电子计价秤的不确定度分量应从上面的函数表达式以外加入(灵敏系数为1)。所以,不确定度的来源应包括:

　　(1)标准砝码:

　　(2)检定质量差:

　　(3)零点误差:

　　(4)标准砝码增量:

　　(5)分度值变量:-

　　(6)水平调整误差:

　　(7)温度影响误差:

　　根据以上分析,我们得出数字指示秤输出量估计值的合成方差为:

　　3　标准不确定度评定

　　(1)砝码检定(校准)的不确定度

　　根据JJG99-90《砝码(试行)检定规程》和JJG2053-90《质量计量器具检定系统》, M2级砝码100g的扩展不确定度为15mg,正态分布,置信概率为99·73%,根据JJF1059-1999中5·3表2,其包含因子为k=3,通常估算的相对不确定度为10%,因此:

　　(2)检定质量差的不确定度

　　检定电子计价秤的实验标准差通过独立重复测量20次而得,将这20次的测量结果运用标准不确定度的A类评定,其测量列的统计分析如表1。

　　根据表1,我们求出重复测量20次的平均值的标准不确定度及自由度分别为:

　　(3)零点误差的不确定度

　　由于零点误差因素已包含在检定质量差中,而的获得是通过多次重复测量所取得的,故我们认为零点误差因素包含在u(Ec)中,因而可以忽略此项。事实上,我们也可以用测量不确定度的A类评定的方法来确定。经过实验,其

　　(4)附加小砝码的不确定度

　　附加的小砝码的准确度等级与检定用的标准砝码是相同的,其质量允差也在同一级别上,故其扩展不确定度的评定也是一样的,根据JJG99-90《砝码(试行)》规程,以使用最大质量值为1·4e=7g,其Δy=6mg,因此: