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ACS型電子秤測量結果不确定度評定

为确定電子秤測量結果是否存在誤差,并确定誤差是否處于規定的允許範圍,依據 JJF1059.1-2012《測量結果不 确定度評定與表示》和JJG539—1997《數字指示秤檢定規程》規定,用砝碼直接加載、卸載的方式,對電子計重秤示值誤差 予以評定。結論为:符合 U=1.3g,(k=2)、 U=0.3e,(k=2)的測量結果,可參照使用本不确定度的評定方法,對電子秤進行 調整,保证秤的示值符合測量要求,并保持其精度,延長電子計重秤的使用年限。 

在日常生活的很多地方,可以看到各種各樣的 秤,其中,電子秤最为常見。它因为使用方便而在超 市、市場、醫院,以及各類企业等廣泛使用。電子秤在 不同地方有不同的用途,其精度也有不同的要求,檢 測中給出的測量結果不确定度也不同。 本文讨論的 ACS 型電子秤是電子秤多種型号其 中的一種,它具備高精度傳感器并且設有傳感器過載 保護裝置,采用粗體液晶帶背光顯示,顯示美觀清楚, 具有三窗口同步顯示重量、單重、總數 ,數量累計、重 示功能和全量程扣重等功能 ,通過充電式電瓶供電。 其準确度等級分为中級和普通級。電子秤測量結果不 确定度應符合電子秤的檢定要求。下面對 ACS 型電 子秤測量結果不确定度進行評定。圖 1 所示。
1 概述
1.1 評定采用的相關依據 評定依據JJF1059.1-2012《測量結果不确定度評 定與表示》規定[1]。測量的依據为:JJG539—1997《數字
指示秤檢定規程》 [2]。計量術語則執行 JJF1001-2011 《通用計量術語及定義》等技術規範的規定[3]。測量标準 采用F2/M1級砝碼。 1.2 被測對象 電子計重秤級(Ⅲ級),測量範圍(0~6 kg)時,檢 定分度值 е1 = 2 g,測量範圍(0~15 kg)時,檢定分度 值 е2 = 5 g.秤載荷 0≤ m ≤500 最大允許誤差±0.5 е. 載荷 500 < m ≤ 2 000 最大允許誤差±1.0е. 載荷 2000 < m ≤ 10 000 最大允許誤差±1.5е.(載荷 m 以 檢定分度值 е 表示)。 1.3 測量的方法 用砝碼直接加載、卸載的方式測量示值誤差。
2 數学模型
△E = P - m 式中:△E 为電子秤示值誤差; P 为電子秤示值; m 为标準砝碼質量值。
3 靈敏系數
C1 = 鄣△E/鄣P = 1 C2 = 鄣△E/鄣m = -1
4 輸入量的标準不确定度評定
以 10 kg 點为例,進行評定。
4.1 測量重複性引起的标準不确定度分項 u1 的評定 用标準砝碼在重複性條件下對電子秤進行 10 次連續測量,數據如表 1 所示。
檢定示值誤差時,以單次測量結果表示,所以 u1= S(10kg)= 0.49 g. 4.2 電子秤示值引入的不确定度分量 u(P) 4.2.1 電子秤的偏載誤差引起的标準不确定度分項 u (P1)的評定 電子秤進行偏載試验時,标準砝碼放置在 1/4 秤 台面中,本次實測(最大值示值時)为 0.4e,10 kg 時, e = 5 g,所以偏載誤差 2.0 g,半寬 a = 1.0 g,而測量 時放置砝碼的位置較为注意,偏載量遠比做偏載試 验時少,假設其誤差为偏載試验時的 1/2,并服從均 勻分布,包含因子 k = 3 姨 ,可得u (P1)= 1.0 2 × 3 姨= 0.29 g
估計△u(P2) u (P2) = 0.10,則自由度 vp2 = 1 2 [ △u(P2) u (P2) ]-2 = 50 4.2.2 電源電壓波动引起的标準不确定度分項 u(P2) 評定 電源電壓在規定條件下變化可能會造成示值變 化 0.2e,服從均勻分布,包含因子 k = 3 姨 10kg 時:u(P2)= 0.2e 3姨 = 0.58 g 估計△u(P2) u (P2) = 0.10,則自由度ν (P3)= 1 2
[ △u(P2) u (P2) ]-2 = 50 4.2.3 輸入量 P 的合成标準不确定度的計算 由于輸入量 P 的分項彼此獨立不相關,因此, u2 (P)= u2(P1)+ u2(P2)
u (P)= u(P1) 2 + u(P2) 2姨 10kg 時:u = 0.292 + 0.582 姨 = 0.65 g
4.3 标準砝碼引入的不确定度分量 u(m) 标準砝碼 m 的不确定度可以根據檢定证書中得 到,10 kg 時,用 10 kg 的 F1 級砝碼。 其中,10 kg, u (10 kg)= 0.16 g,k = 2 所以, u (10 kg)= 0.16 g/2 = 0.08 g 标準砝碼不确定度由檢定所得,可靠性較高,表 2 所示估計△u(m) u (m) = 0.10,則自由度 νm = 1 2 [ △u(m) u (m) ]-2 = 50
5 合成标準不确定度
輸入量 P 與 m 彼此獨立不相關,所以合成标準 不确定度可按下式得到:
u2 c = u
2 1+ u
2 p+ u
2m10 kg 時: u
2 c = 0.492 + 0.652 + 0.082,uc = 0.67 g
6 擴展不确定度的評定
本次比對規定取包含因子 k = 2,則擴展不确定 度: U = k × uc = 2 × 0.67 = 1.34 kg 用分度值表示,則 U = 1.34 g/5 g = 0.27e 則:化成 0.1e 分度值, U≈0.3e
7 測量不确定度的報告與表示
被檢電子計价秤測量結果的擴展不确定度为 (1)用質量表示: U = 1.3g (k=2) (2)用分度值表示: U = 0.3e (k=2)綜上,測量結果的擴展不确定度小于最大允許 誤差的 1/3,滿足檢定規程要求。

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