重力式自动装料衡器测量结果的不确定度评定

　　1 前言

　　在日常生活中，人们所做的一切测量结果都是不可避免的具有不确定性。为了对测量结果有一个更加准确的评定，就需要对测量结果进行不确定度的评定。

　　所谓不确定度是指：一个与测量结果具有相同量纲的数值，此数值记为 U(U>0)(uncertainty);数值 U 与测量结果 x 构成以该数值 x 为中心的区间(x- U，x+U)，数值 U 是区间的半宽。由于测量结果随机变动，所以该区间是个随机区间(U 值不变)。区间的全宽度为 2U，该区间(指全宽度)，(x- U，x+U)以 95%的概率套住真值。

　　2 不确定度的构成

　　(1) 各种因素造成的随机误差;

　　(2) 未查明的系统误差;

　　(3) 已查明系统误差修正值的不确定度;

　　(4) 真值变化的幅度。

　　3 重力式自动装料衡器的测量原理与数学模型

　　3.1 物料试验方法及数学模型

　　物料试验是把装料衡器已称量好的试验装料放到控制衡器上再次进行称量，确定装料的约定真值。

　　根据要求和数学分析，对物料试验可建立如下的数学模型

　　md———每次装料与装料平均值的偏差;

　　I———控制衡器的示值;

　　x———装料质量的平均值。

　　3.2 静态实验方法及数学模型

　　静态试验是把砝码直接加到装料衡器的承载器上，然后读取装料衡器的示值

　　E———装料衡器的示值误差或化整前的示值误差;

　　P———装料衡器化整前的示值;

　　L———载荷的标称值 m。

　　4 重力式自动装料衡器的测量不确定度

　　以准确度等级为 X(1) 级，最大装料质量为50kg 的装料衡器为例，进行测量不确定度的计算。环境条件：温度 20℃，湿度 50%。

　　4.1 标准不确定度

　　4.1.1 控制衡器的示值不准导致的测量不确定度分量 u()I

　　若使用 Max=100kg、e=20g、等级Ⅲ的电子台秤作为控制衡器。假设在试验前重新进行检定且合格，那么此时电子台秤在 50kg 称量处的最大允差为±1.5e。按均匀分布来计算此对不确定度的贡献。

　　则对于单次装料：u(I)=1.5e =30=17.32(g)

　　对于预设值：u(I1) =u(I =3.87(g)

　　4.1.2 装料衡器的重复性导致的 A 类测量不确定度分量 u(x)

　　装料质量为 50000g，需要对装料衡器进行 20次装料，数据见表 1。

　　重复性导致的 A 类测量不确定度分量 u(x)=s(xi) =2.60g

　　自由度 ν=20- 1=19。