用替代法检定/校准电子秤的不确定度分析

　　一、替代法使用场合

　　在实际检定/校准秤量较大(大于1t)的电子秤时，由于砝码数量的限制，可用其他恒定载荷代替标准砝码。前提是至少具备1t标准砝码， 或最大秤量为50%的标准砝码，两者中应取其大者。 当被检定/校准电子秤的重复性满足下列条件时，标准砝码的数量可以减少：若重复性误差不大于0.3e，可减少至最大秤量的35%;若重复性误差不大于0.2e，可减少至最大秤量的20%。

　　由此可见，当标准砝码为50%Max时，需要替代1次;当标准砝码为35%Max时， 需要替代2次; 当标准砝码为20%Max时，需要替代4次。

　　使用替代物测试的方法：从零点开始，使用砝码进行秤量测试，直至确定的砝码用完，测定该秤量的误差;然后卸去砝码，返回零点。 用替代物取代前面所加的砝码，并调整到测定该秤量误差时相同的闪变点(或误差)，然后加上标准砝码， 和替代物一起作为第二个校准点的载荷，重复上述过程，直到最大秤量。 卸载回程时：先卸下砝码并测定闪变点，再将标准砝码放回秤中，然后卸下替代物，直到返回相同的闪变点(或误差)。 重复这一过程，直到卸载回零。 现用以下公式说明使用替代物检定/校准时载荷的组成：

　　将所有标准砝码Lst放置在电子秤中心位置， 电子秤示值为I1，并测定闪变点;卸下标准砝码，放上替代物并进行调整，调整替代物使电子秤示值Isub1为I1，并达到相同的闪变点，即

　　式中：m_c1———标准砝码的折算质量;L_sub1———替代物的折算质量。

　　下一载荷为

　　由此可见，采用替代法时，被检电子秤作为比较仪使用，利用已有的标准砝码确定替代物的质量，由于受电子秤的重复性及分辨力等因素的影响， 测量结果的不确定度必然会比单纯用砝码校准的不确定度大， 并且随着替代次数的增加，不确定度也随之增大。

　　二、替代法与标准砝码法的不确定度评估

　　电子秤示值误差的数学模型：

　　值;L──载荷的折算质量。

　　则根据不确定度传播公式，可得

　　1.电子秤指示值的不确定度分量u(I)的影响量(见表1)

　　2.载荷的不确定度分量u(LTn)的影响量(见表2)

　　(1)载荷全由标准砝码组成

　　(2)载荷LTn由标准砝码和替代物组成

　　采用替代法，载荷由标准砝码和替代物组成时：

　　三、实例

　　现以校准1 台 Max:30t/d:10kg 的电子秤为例，分别计算完全用标准砝码法及用替代法校准的不确定度。 为简单起见，只分析校准时单调向上加载的进程情况，并且假设两种方法的校准结果相同。 电子秤及校准条件情况如表4所示，电子秤的校准数据如表5 所示。