電子汽車衡示值誤差測量結果不確定度評定

楊大為

摘 要：依據JJG539-97《數字指示秤》的檢定規程規定，以其中校準技術及環境條件要求為基礎，使用M1級-M11級砝碼對一臺電子汽車衡測量重復性、偏載誤差、電源電壓穩定度和計算示值分辨力、低準確度等級砝碼等方面，通過引入不確定度分析電子汽車衡示值誤差測量結果的不確定度。

關鍵詞：電子汽車衡；示值誤差；不確定度

1 概述

1.1 測量依據

測量依據：JJG539-97《數字指示秤》檢定規程。環境條件：溫度在-10～40℃之間，濕度小于等于70%RH，如果為室外檢定，則現場風力不能超過4級，天氣狀況良好，無雨雪。測量標準：M1級-M11級砝碼，依據JJG99-1990《砝碼試行檢定規程》規定，1-1000kg的砝碼質量最大允許誤差50mg～100g之間。

1.2 被測對象

電子汽車衡Ⅲ級，型號：SCS-80，由哈爾濱精士達衡器制造有限公司制造。檢定分度值e為20kg，最大允許誤差值：0～500e不超過10kg、500e～2000e不超過20kg、2000e以上不超過30kg。

1.3 測量方法

測量方法：用砝碼直接進行加載和卸裝，對標準砝碼以及示值的差進行分段測量，得出的結果為示值誤差。文章主要測量均勻分布在電子汽車衡上的10個測量點[1]。

2 數學模型

△E=P-m

上面公式的△E為電子汽車衡示值誤差，P為電子汽車衡示值，m為標準砝碼質量值。

3 輸出量的標準不確定度評定

3.1 輸入量P的標準不確定來源u（p）

通常而言，輸入量P的標準不確定來源u（p）有很多方面的因素，文章主要探討電子汽車衡測量重復性、四角偏載誤差、電源電壓穩定度這四個方面的因素。

（1）電子汽車衡測量重復性造成的標準不確定度分項u（p1）。在評定u（p1）時，選擇固定砝碼連續測量電子汽車衡10次，得出的測量結果分別為79980kg、79980kg、80000kg、79980kg、80000kg、80000kg、79980kg、80000kg、80000kg、80000kg。

（2）電子汽車衡器偏載誤差造成的標準不確定度分項u（p2）。在電子汽車衡的偏載試驗中，如果使用的秤其承載器支承點個數在4個以上，則每個支承點都要施加1/（N-1）的最大秤量的砝碼。文章所研究的電子汽車衡總共有8個支承點，將10t重的砝碼施加到每個支承點上，并放置在四分之一面積大的秤臺上[2]。這里偏載的最大允許誤差值在10kg之間。在測量試驗的過程中，需要將砝碼放置在合適的位置上，通常在偏載試驗中得出的值要大于實際偏載量[3]。文章取偏載試驗的三分之一為誤差值，分布均勻，包含因子，則：

3.2 輸入量m的標準不確定度評定

在評定輸入量m的標準不確定度的過程中，如果使用的砝碼準確度等級較低，通過查允差表，可知其為最大允許誤差的。而80t砝碼允差在30kg之間，則輸出量P的標準不確定度計算方法如下：

4 合成標準不確定度的評定

4.1 標準不確定度匯總表

4.2 合成標準的不確定度計算

因為輸入量P和m互不相關，獨立存在，所以合成標準不確定度能夠根據下式進行計算：

4.3 合成標準不確定度的有效自由度計算

合成標準不確定度的有效自由度為veff，則：

文章將合成標準不確定度的有效自由度veff估算為∞。

5 擴展不確定度的評定

文章研究的四種標準不確定度分量是獨立存在的，合成滿足正態分布的規律，置信水平P=0.95，度查t分布可得：

在最大秤量80t時測量合成標準不確定度的有效自由度veff=∞。

參考文獻

[1]李俊.風速儀示值誤差測量結果的不確定度評定[J].科技展望，2015（11）：152.

[2]邢東華.動態汽車衡示值誤差測量結果的不確定度評定[J].質量技術監督研究，2015（2）：2-5.

[3]鄭振強.數字指示秤示值誤差測量結果的不確定度評定探討[J].中國計量，2013（5）：94-95.