数字指示秤示值误差测量结果的 不确定度评定

   2023-08-21 互联网2460
核心提示:摘 要:依据国家计量检定规程 JJG 539- 1997《数字指示秤》和 JJF 1059- 1999《测量不确定度评定与表示》要求,对数字指示秤示

    摘 要:依据国家计量检定规程 JJG 539- 1997《数字指示秤》和 JJF 1059- 1999《测量不确定度评定与表示》要求,对数字指示秤示值误差测量结果进行不确定度评定。

    概述

    1.1 测量依据

    JJG 539- 1997《数字指示秤》国家计量检定规程。

    1.2 测量环境条件

    温度:(- 10~40)℃。

    1.3 测量标准

    F2级砝码,根据 JJG 99- 2006《砝码》国家检定规程中给出 100 mg~5 kg 砝码质量的最大允许误差应该为±(0.16~80)mg。

    1.4 被测对象

    精度等级为 3 级的多分度值电子计价秤,称量范围与分度值为(0~3)kg/1 g;(3~6)kg/2 g;(6~15)kg/5 g。

    1.5 测量过程

    依据检定规程,从零点起按小到大的顺序加砝码至最大称量,用相同的方法卸砝码至零点。测试至少要选 5 个称量。每个称量示值与标准砝码之差即为示值误差。

    1.6 评定结果的使用

    符合上述条件下的测量结果,可使用本不确定度的评定法。

    2 数字模型

    根据定义:数字指示秤示值误差 △E 为:

    △E=P- m

    式中△E———为电子计价秤示值误差;

    P———电子计价秤示值;

    m———标准砝码质量值。

    3 输入量的标准不确定度评定

    3.1 输入量 P 的标准不确定度 u(P)的来源

   主要是电子计价秤测量重复性 u(P1),电子计价秤偏载误差 u(P2)以及示值随电源电压变化 u(P3)。

    3.1.1 电子计价秤测量重复性引入的标准不确定度分项 u(P1)评定

    取一台精度等级为 3 级,称量范围与分度值分别为(0~3)kg/1 g;(3~6)kg/2 g;(6~15)kg/5 g 的多分度值电子计价秤作为被测对象,用固定砝码在 5 kg称量点连续测量 10 次,测量结果如下(单位kg):

    5.0002,5.0000,5.0000,5.0004,5.0004,5.0002,5.0002,

    因实际检定时取单次测量值,故该结果的标准不确定度为 u(P1)=SP1=0.16 g

    自由度 vp1=n- 1=9

    3.1.2 电子计价秤的偏载误差引起的标准不确定度分项 u(P2)的评定

    电子计价秤进行偏载试验时,用最大称量1/3的砝码,放置在1/4秤台面积中,最大值与最小值之差一般不会超过2g,半宽 a=1 g,而测量时放置砝码的位置较为注意,偏载量远比做偏载试验时少,假设其误差为偏载试验时

    3.1.3 电源电压稳定度引起的标准不确定度分项 u(P3)评定

    电源电压在规定条件下变化可能会造成示值变化0.2e即0.4 g,假设半宽度 a=0.4 g,服从均匀分布,包含因子 k=

    4.2 标准不确定度汇总表

    4.3 合成标准不确定度的计算

    输入量 P 与 m彼此独立不相关,合成标准不确定度时按下式

    将合成标准不确定的有效自由度 veff估算为 50。

    5 扩展不确定的评定

    取置信概率 95%,按有效自由度,查 t 分布表得到:

    kp=t95(50)=2.01

扩展不确定度

    U95=t95(50)·uc(△E)=2.01×0.33=0.66 g

    6 测量不确定度的报告与表示

    电子计价秤示值误差测量结果的扩展不确定度为:

    U95=0.66 g veff=50 (在 5 kg 测量点)

    参考文献

    [1] JJF 1059- 1999,测量不确定度评定与表示[S].

    [2] 常用测量不确定度评定方法及应用实例[M].

    本文作者:乔国强


 
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