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地磅示值誤差測量結果的不確定度評定

本文結合地磅實際測量工作,深入分析了動態地磅測量結果的不確定度,其結果與研究方法具有一定的實際指導意義。
在進行地磅測量的過程中經常因為示值誤差而引起結果的不確定，因此有必要就地磅示值誤差測量結果的不確定度評定進行研究。
1.概述
本課題測量溫度為-10 ℃至40 ℃,相對濕度不超過85%,檢定期間溫差控制在5℃之內。
2.測量原理與方法
按照JJG539 - 1997《數字指示秤檢定規程》檢定規程,為了對地磅進行稱量測試,本文通過M1級噸砝碼用直接比較法求解了其出示值的誤差。本文以某臺地磅的檢定為例，其最大稱量為3萬千克,檢定分度值為10千克。
3.數學模型
E=I+0.5e- Δ m- m+ΔEd+ΔEs+ΔEc+ΔEg(1
式(1)中E為地磅的示值誤差；為地磅的出示值m為砝碼的標稱值大小；為檢定的分度值Δm為附加砝碼的質量Δ Ed為顯示器的分度值引進所產生的讀數誤差Δ Es為測量造成的重復性誤差Δ E。為偏載誤差Δ Eg為因為干擾所引進的誤差。
對式（1)中的數學模型進行分析可以得出，附加砝碼質量的 Δm最大允許誤差遠小于砝碼的標稱值m測量造成的重復性誤差 ΔEs中大部分包含了測量造成的重復性誤差ΔEc以及因為干擾所引進的誤差ΔEg的成分。顯示器的分度值引進所產生的讀數誤差 Δ Ed的影響可以通過加附加砝碼質量Δ m以及經誤差公式計算來消除。因此,附加砝碼的質量Δm、偏載誤差ΔEc以及因為干擾所引進的誤差Δ Eg這三個影響測量的不確定度因素都可以可忽略。基于以上分析,在式3.1所表示的數學模型中，只需考慮砝碼標稱值m的大小和測量造成的重復性誤差ΔEs量對地磅示值誤差測量不確定度的影響。
4.檢定地磅的各不確定度分量的計算
采用砝碼直接加載和卸載的方式，對示值與標準砝碼之差進行分段測量,從而得到示值誤差。圖1給出了測量過程。
為了確定地磅示值I的標準不確定度u(I)需進行以下測量與計算：
4.1計算地磅測量重復性引起的標準不確定度分量uft) (A類標準不確定度)。采用標準砝碼進行直接加載,并利用卸載檢定方法，以確定由于人員操作與讀數等方面出現的不可避免的隨機誤差所帶來的不確定度u(Ii)。
下面介紹具體計算過程：選擇型號為SCS-30的原料廠地磅,其測量范圍為0噸至30噸，檢定分度值為10千克。在10噸測量點對選用地磅進行5次重復測量，測得值為Xi,測量結果見1 和表 2。
由貝塞爾公式得標準偏差s(Xi)為0.71千克,標準不確定度u(Ii) 為0.32千克，自由度V⑷為4。
4.2計算地磅分辨力所造成的標準不確定度分量u(Qc 由于采用數字顯示式測量儀器，其標準不確定度主要由分辨率引起,容易計算出標準不確定度u(W為2.9千克自由度v (I2)為50。
4.3計算因為地磅偏載誤差而引起的標準不確定度分量 u(Q。在對電子汽車衡進行偏載檢定的過程中，將質量為最大量程 1/3的砝碼放于1/4秤臺面積中。一般來說,最大值與最小值之差通常都不會超過相應秤量給定的允許誤差值，也就是說誤差一般處于± 10千克以內。計算中半寬為10千克，通常取其誤差為偏載檢定時的1/3,并使其服從均勻分布，計算可得標準不確定度u(K為1.92 千克，自由度V (I3)為62。
4.4根據以上計算所得結果可以得到合成標準不確定度，由此可以確定擴展不確定度為7千克。