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电子秤化整前修正误差的测量不确定度评定

发布时间:2008-10-06 作者:杨淑华 马强 来源:www.jlbjb.com 浏览:5397

辽宁省大连市计量检定测试所 杨淑华  马强


  一、测量依据及方法

  依据JJG539-1997《数字指示秤检定规程》检定电子秤(以下简称秤);依据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》评定被检秤化整前修正误差的不确定度。

  现以用2kg、M1等标准砝码测量3kg/1g(Max/e)电子秤为例进行分析,首先置零后在零点附近(m0=10g)测得零点(附近)误差:
    E0=P0-m0=I0+1/2e-Δm0-m0=10+1/2×1-0.5-10.0=0(g)    (1)
    2kg处(m=2000.0g)被检电子秤化整前示值:
    P=I+1/2e-Δm=2000+1/2×1-0.2=2000.3(g)    (2)
    化整前修正误差为:
    Ec=E-E0=(P-m)-(P0-m0)=0.3(g)    (3)
    正文及式中:EE0——分别为化整前误差和零点(附近)误差(g);该例E=0.3g、E0=0;
    PP0——分别为加载后和零点(附近)化整前示值(g);该例P=2000.3g、P0=10.0g;
    II0——分别为加载后和零点(附近)被检秤示值(g);该例I=2000g、I0=10g;
    mm0——分别为秤量测试和置零准确度测试所加砝码(g);该例m=2000.0g、m0=10.0g;
    ΔmΔm0——分别为秤量测试和置零准确度测试所加小砝码(g);该例Δm=0.2g、Δm0=0.5g;
    Maxe——分别为被检秤最大秤量和检定分度值(g);该例Max=3000g、e=1g;
    化整前修正误差Ec作为判定被检秤秤量测试是否合格的依据,实际使用时,可用公式:实际质量m′=P-Ec。例如:化整前示值P=2000.0g;已知该点化整前修正误差Ec=0.3g;则实际质量m′=P-Ec=2000.0-0.3=1999.7(g)    

  二、数学模型和灵敏度

  1.数学模型
  被检电子秤化整前修正误差为:
    Ec=E-E0=(P-m)-(P0-m0)    (4)
    取ΔP=P-P0,上式转化为:
    Ec=E-E0=ΔP-(m-m0)    (5)

  2.灵敏度系数
    根据:
    得:u2(Ec)=c2(ΔP)u2(ΔP)+c2(m)u2(m)+c2(m0)u2(m0)    (7)
    式中:c(ΔP)=1;c(m)=1;c(m0)=1    

  三、标准不确定度分量的评定

  1.ΔP测量重复性引入的A类标准不确定度u(ΔP)
  因实际测量中,由测量化整前示值所加0.1e小砝码(ΔmΔm0)的误差(绝对值均不大于0.002g)带来的不确定度分量很小,忽略其影响,化整前示值差;对ΔP只进行A类评定。
  重复测量ΔP10次,得单次测量实验标准差为S(ΔP)=0.071g;
  因实际检定时取单次测量值,故
  u(ΔP)=S(ΔP)=0.071g    (8)

  2.秤量测试所加载2kg标准砝码的误差(最大允许误差±0.1g)引入的标准不确定度u(m)
    

  3.由置零准确度测试所加砝码m0的误差引入的标准不确定度u(m0)
  由m的误差(绝对值均不大于0.002g)带来的不确定度分量很小,忽略不计。

  4.标准不确定度分量表(见表1)
    


  四、合成标准不确定度

  u(Ec)=[c2(ΔP)u2(ΔP)+c2(m)u2(m)]1/2
     =0.092g    (10)    

  五、扩展不确定度

  置信因子取k=2,
    U=k×u(Ec)=2×0.092
    =0.184≈0.2(g)    (11)    

  六、扩展不确定度报告

  用M1等标准砝码测量3kg/1g(Max/e)电子秤2kg秤量点化整前修正误差为0.3g;其扩展不确定度U=0.2g(k=2)。用公式表示为:Ec=0.3g±0.2g;即表示电子秤2kg秤量点化整前修正误差以95%的置信概率落于区间[0.1g,0.5g]内。

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