模拟指示秤测量不确定度评定

；　。　；ｌ￡ｇ；　　＃ｇ　ｌ　｝　　｛ｊ？　～；　；　｛　ｉｇ；《；　ｇｇ　；＃；｛％；；　０　ｌｌｌｌｉ　￥＃Ｓ　：ｌｌ＃；　ｉ　｝　；ｉ；；ｌ｛　ｌ｝　§　≤ｌ吕年第　卷　第　期ｉ　《ｉ　｛；ｉ§ｉｌ【文章编号１１００３—５７２９（２０１０）１２—００２６—０２　模拟指示秤测量不确定度评定　安徽省计量科学研究院［摘张辉　要】　本文介绍了模拟指示秤测量不确定度评定方法。　［关键词】模拟指示秤；测量不确定度；评定　【中图分类号】ＴＨ７１５．１　【文献标识码】Ｂ　一、概述　ｒ——弹簧卷丝横截面的半径，ｍ；　模拟指示秤是指以弹簧或机械杠杆为称重元　Ｇ——弹簧卷丝材料的抗剪切弹性系数。　件，由指针和度盘指示的秤。如弹簧度盘秤和度　盘秤等，最普遍使用的是称重人体秤。　本文依据ＪＪＧ１３—１９９７《模拟指示秤检定规　ＪＪＦ１０５９—１９９９《：ｉ贝０量不确定度评定与表示》，　以８ｋｇ、分度值ｅ＝２０ｇ、准确度等级为⑩级的弹簧　、当温度和外部其他条件一定的情况下，被称　的重物使螺旋弹簧伸长一个数值，并通过连接杆、　杠杆放大后传给齿条，带动小齿条转动，并使指　针转动。　考虑到影响测量不确定度的因素后，可建立　如下数学模型。　Ｅ：Ｐ『ＩＰ　△Ｅ　△Ｅ　ｃ＋△Ｅ　ｒ　度盘秤为例，对测量结果进行不确定度分析与评　定。　二、测量方法　式中：卜模拟指示秤是依据ＪＪＧ１３—１９９７计量检定规　程，以Ｍ。级标准砝码作为标准值进行检定，用砝　码直接加载、卸载的方式，分段测量示值与标准　砝码之差即为示值误差。　三、测量原理和数学模型　被检秤的示值误差；　被测秤的示值；　检定砝码标称值；　△卜分度值引进的读数误差；　△丘——测量重复性误差；　△Ｅ——读数误差。　四、测量不确定度的来源及评定　１．测量不确定的来源　（１）标准砝码的误差；　弹簧度盘秤是利用弹簧（一般采用螺旋卷弹　簧）为弹性元件，承受拉伸作用力。当弹簧在其　中心轴方向受拉力Ｐ的作用时，根据罗伯特。虎　克定律，在一定的加力范围内，力与变形成正比。　（２）分度值；　（３）读数误差；　（４）重复性误差。　２．输入量标准测量不确定度评定　在弹簧极限范围内所发生的变形，其伸长量与外　力的关系为：　ＡＬ＝　ｐ　（１）标准砝码允差引起的测量不确定度分量　式中：△Ｌ——弹簧伸长量；　Ｐ一拉力，Ｎ；　ＪＲ——弹簧卷的半径，ｍ；　ｎ——弹簧卷的有效圈数；　根据ＪＪＧ９９—２００６《砝码检定规程》，ｌｋｇＭ　砝　码的最大允许误差为５０ｍｇ，检定这台秤选用了　ｌｋｇ砝码共８块，服从均匀分布，　：、／３。　●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●　＃　§　＃　￥｝　＊　ｅ　：｝　§￥＊＃　ｅ　：　＃　＃：　　：　正　＿■ｒ二■■们　怕锄订■ｎ二■ｒ■几ｎ　Ｔｅｓｔ　誊鬣蕊瀚静舞辩整藏嚣秘　襄善曩　鞴雅　嚣饕蠹臻黼糟赣罐誊罄嚣　簿　｝鼍嚣　瓣鹈耩挈≥掌￡糍嘲０蘸蘩搿　稚　蠡燕ｉｉ舞薅　糍瓣ｇ鬻努攀　辩蕊鎏嚣砝码的标准不确定度分量为　“（ｍ）＝　Ｖ　３　不确定的来源　不确定度数值　分布　包含因子ｋ　自由度　标准砝码　０．５５ｇ　均匀　、／丁　。。　７　×８＝０．５４６ｇ。　读数误差　测量重复性　１．６３　ｇ　０．６４　ｇ　三角　正态　ｖ百　２　（２）读数误差引起的测量不确定度分量　由读数造成的标准不确定分量为　“　）：　Ｖ　６　５．扩展不确定度Ｕ的评定　：１．６３０ｇ。　＝　查ｔ分布表，得到：置信水准为Ｐ＝Ｏ．９５时，　（。。）＝１．９６　模拟指示秤的扩展不确定度为　＝　＝　１１，ｃ＝１．９６×１．８３＝３．５９ｇ。　（３）重复性引起的不确定度分量　对秤的５０％Ｍａｘ和Ｍａｘ秤量点各进行１Ｏ次测　试，计算出两次试验的标准偏差，取两个标准偏　差中较大的一个，作为Ａ类不确定度分量，并计　６．测量不确定度的报告　最大秤量８ｋｇ的弹簧度盘秤测量结果的扩展　算出算术平均值的实验标准偏差，作为测量结果　不确定度为：　，’（，－（／９５）＝（８００３．９±３．６）ｇ，＇３１ｅｔｆ＝∞。　的标准不确定度，并与其他分量进行合成。　经过８次试验得到称量误差的数据如下（单　位ｇ）　１＝５，　２＝４，　３＝３，　４＝４，　５＝６，　６＝６，　７＝１，ｘ８＝２ｏ　参考文献：　【１】测量不确定度及评定实例叫．四川建筑，２３卷，２００３年８　月．　用贝塞尔公式计算重复性标准偏差：　厂————　＝——————一　＼／　。　）：　Ｖ　ｎ　＝１．８０７７ｇ；　：０．６３９ｇ。　Ｖ　８　作者简介：张辉，男，大学本科学历，浙大电气工程　与自动化专业，安徽省计量科学研究院衡器研究中心副主　任。　：　自由度为　＝ｎ一１＝７　３．测量不确定度汇总表　（作者通讯地址：合肥市包河工业园延安路１０号　邮政编码：２３００５１　收稿日期：２０１０—０９—１０）　４．合成测量不确定度¨　的计算　“　＝、／Ｍ（　＋ｕ　＋Ｍ　）＝Ｎ／Ｏ．５４６ｚ＋１．６３０２＋０．６３９２＝１．８３ｇ。　ｐ　户　户＼：　＼：　＼　≯　声　＼：　≯　＼　＼　（上接２５页）　；　》　ｌ　§　ｌ＃　∞§　＃　｝ｉ　譬　§；；｝　§　．ｊ　一　§　＃　ｉ　；§§ｉ　§　ｉ｝　＝０．３２５ｋｇ　；ｉ；ｉ＃　；　２Ｄ　年第　卷第　期自由度ｖ＝ｌＯ一１＝９　ａ．控制衡器为Ｍａｘ＝２ＯＯＯｋｇ、ｅ＝５ＯＯｇ的电子台　秤，在ｌＯ００ｋｇ处的最大允许误差为±１．Ｏｅ，则Ｕ　物１＝１．Ｏｅ／、／３＝２８８．７ｇ　６．２．２合成标准不确定度　ｂ．若用直接读数法，衡器的数字示值分辨率　为６　ｘ＝１．Ｏｅ，６　分布作为均匀分布处理，则１１物　２＝０，２９　６　＝０．２９ｅ＝１　４５ｇ　ｕ　＝、／ｕ物２１＋ｕ物２，＋ｓ（ｘ）　＝０．４５７ｋｇ　６．２－３扩展不确定度Ｕ＝ｋｕ　若按置信概率ｐ＝Ｏ．９５％计算（ｋ＝２）　ｃ．混凝土配料衡器进行一组物料试验，测得以　下数据１０００．９５ｋｇ，１０００．９５ｋｇ，９９９．１５ｋｇ，ｌＯ００ｋｇ，　９９８．２ｋｇ，９９８．９５ｋｇ，９９８．８５ｋｇ，ｌＯ０１ｋｇ，９９９．１ｋｇ，　扩展不确定度：Ｕ＝ｋｕ　＝２×４５７ｇ＝９１４ｇ　ｕ／允差＝９１４／８０００＜１／３，符合要求。　（作者通讯地址：山东省青岛市崂山区科苑纬四路７７号　邮政收稿编码：２６６１０１　日期：２０１０—０６—０８）　９９９．０５ｋｇ根据贝塞尔公式，实验标准偏差是ｓ（ｘ；）　＝１．０３ｋｇ　算术平均值的实验标准偏差ｓ（ｘ）：ｓ（ｘｉ）／、／　一