ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＳＥＣＴＩＯＮ技术篇

误差与不确定度

重力式自动装料衡器测量结果的

不确定度分析

□何开宇

陈玉斌

王朝阳

随着经济的发展，定量自动衡器得到越来越广泛的应用，尤其在建筑行业和食品行业。由于对该种衡器的检定要分为静态和动态两部分，所以对其不确定度的分析与评定也要从静态和动态两个方面入手。

一、评定的依据和方法

评定的依据是ＪＪＧ５６４－２００２《重力式自动装料衡器（定量自动衡器）》检定规程。采用集成法检定重力式自动装料衡器时，按照ＪＪＧ５６４－２００２的要求选择一个预设装料质量，运行装料衡器输出一定数量的装料，用装料衡器自有装置确定所有装料的质量，计算所有装料的平均值与装料预设值的误差，计算每一装料与装料平均值的偏差，确定准确度等级。检定所用标准器为Ｍ１级标准砝码，以及一定数量的物料。

下面以１台Ｍａｘ：３０００ｋｇ，Ｍｉｎ：２００ｋｇ，ｅ＝１ｋｇ的定量自动衡器为例进行具体分析。

二、建立数学模型

集成检定法用装料衡器自有装置确定所有装料的质量，因此，首先应用标准砝码对装料衡器自有装置进行校准。利用闪变点法，得到各秤量点示值误差的计算公式：

Ｅ＝Ｉ＋０．５ｅ－Δｍ－ｍ

—秤量点示值；——闪变点时所加小砝式中：Δｍ—Ｉ———该秤量点标准砝码质量。码总和；ｍ——

在用物料进行试验时，得到每次装料偏差和装料预设值误差两个检定结果，它们的数学模型分别如下：

每次装料偏差的数学模型：ｍｄ＝Ｍ－∑Ｍ／ｎ

ｉ＝１ｎ

三、不确定度来源的分析与评定

由于首先用标准砝码对装料衡器自有装置进行了校准，并利用闪变点法得到了各预设值时装料衡器自有装置的示值误差，对每次装料质量进行修正而得到每次实际装料质量，所以测量结果的不确定度主要来源于：（标准砝码ｍ及Δ１）ｍ的误差（Δｍ引入的不确定度分量很小，可忽略）；（用物料重复性测量。２）

１．标准砝码引入的标准不确定度分量ｕ（ｍ）单个２０ｋｇＭ１级标准砝码的最大允许误差为±按１ｇ，照均匀分布（，则单个砝码引入的标准不确定度ｋ＝"）分量为：

ｕ（ｍ）ｉ＝１／"在２００ｋｇ秤量点（即Ｍｉｎ点），使用１０个２０ｋｇＭ１级标准砝码，由于是用同一个上级标准砝码传递而来的，所以应视为相关，相关系数ｒ＝＋１，标准砝码引入的标准不确定度分量为：

）１０＝５．７７（ｍ）ｕ（ｍ）＝∑ｕ（ｉ＝１／"×

ｉ＝１ｎ

同理，在１５００ｋｇ秤量点（即１／２Ｍａｘ点），使用７５个２０ｋｇ由于是用同一个上级标准砝码传递而来Ｍ１级标准砝码，

的，所以应视为相关，相关系数ｒ＝＋１，标准砝码引入的标准不确定度分量为：

（）７５＝４３．３０ｍ）ｕ（ｍ）＝∑ｕ（ｉ＝１／"×

ｉ＝１ｎ

同理，在３０００ｋｇ秤量点（即Ｍａｘ点），使用１５０个２０ｋｇＭ１级标准砝码，由于是用同一个上级标准砝码传递而来的，所以应视为相关，相关系数ｒ＝＋１，标准砝码引入的标准不确定度分量为：

ｕ（ｍ）＝∑ｕ（ｍ）ｉ

ｉ＝１ｎ

装料预设值误差的数学模型：Ｍｐ＝∑Ｍ／ｎ－Ｍｐ

ｉ＝１ｎ

式中：——每次装料与装料平均值的偏差；ｍｄ—装料质量平均值；——Ｍ—

——装料次数；——预设值误差；——装料预设值。ｎ—ｓｅ—Ｍｐ—

＝（１／"）×１５０＝８６．６０

２．用物料重复测量引入的标准不确定度分量ｕ（Ｍ）按照规程要求，对该衡器需要用物料进行重复性试

中国计量２００７．７

Ｅｍａｉｌ：ｃｈｉｎａｍｅｔｒｏｌｏｇｙ＠２６３．ｎｅｔ

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技术篇ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＳＥＣＴＩＯＮ

误差与不确定度

验，试验次数为１０次，带来的不确定度分量为：

ｕ（Ｍ）＝ｓ（Ｍ）／!＝１

ｎ

＝

!

１ｎ

２

Ｍｉ－／!∑（

ｎ－１ｉ＝１

!

ｎ

１２

Ｍｉ－３００１．８）／!∑（

１０－１ｉ＝１

＝２５９８．０６

各标准不确定度分量见表１。表１

各标准不确定度分量

∑Ｍ

ｉ＝１

ｎ

ｉ

在以预设值为Ｍｉｎ点进行物料试验时，测量结果为：２０１ｋｇ，２００ｋｇ，２０１ｋｇ，２００ｋｇ，１９９ｋｇ，１９９ｋｇ，２００ｋｇ，１９８ｋｇ，２０２ｋｇ，２０１ｋｇ。则

１ｎ＝

ｎ

∑Ｍ

ｉ＝１

ｉ

２０１＋２００＋２０１＋２００＋１９９＋１９９＋２００＋１９８＋２０２＋２０１

＝２００．１

１０ｕ（Ｍ）＝ｓ（Ｍ）／!＝＝

四、合成标准不确定度ｕｃ（ｘ）

预设值为Ｍｉｎ时，合成标准不确定度ｕｃ（：ｘ）

２２

＋ｕ（Ｍ）ｘ）＝!ｕ（ｍ）ｕｃ（

!

!

１ｎ

２

（／!Ｍｉ－）∑ｎ－１ｉ＝１

ｎ

１２

（Ｍｉ－２００．１）／!∑１０－１ｉ＝１

＝３７８．６０

在以预设值为１／２Ｍａｘ点进行物 …… 此处隐藏：2383字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……