重力式自動裝料衡器測量結果不確定度評定

李　明　（開封市質量技術監督檢驗測試中心，河南 開封 475000）

?

重力式自動裝料衡器測量結果不確定度評定

李明（開封市質量技術監督檢驗測試中心，河南 開封 475000）

詳細介紹了重力式自動裝料衡器不確定度的評定依據、測量模型，重點闡述了測量不確定度評定及結果分析。

重力式自動裝料衡器；控制器；不確定度

1　測量依據和方法

①測量依據：《重力式自動裝料衡器（定量自動衡器）檢定規程》（JJG564-2002）。

②溫度范圍：（-10～40）℃；相對溫度≤85%RH。

③測量方法：采用分離檢定法，使用與被測衡器相分離的控制衡器，以測得裝料質量的約定真值；并使用閃變點砝碼方法確定數字指示衡器的化整誤差。

④測量標準：控制衡器為一臺（0～100）kg、e=20g、的電子秤，M1等級20kg砝碼2個，2g砝碼10個。

⑤被測對象：X（1）級重力式自動裝料衡器，常用裝料為40kg，d=10g。

2　數學模型

每次裝料偏差的數學模型：

裝料預設值誤差的數學模型：

靜態試驗的數學模型：

上述式中：md為每次裝料與裝料平均值的偏差；M為每次裝料質量的實際值；為裝料質量的平均值，；I為控制衡器的示值；d為控制衡器的分度值；ΔL為加到承載器上的附加砝碼的總量；n為裝為次數；se為預設值誤差；MP為裝料預設值；E為裝料衡器的示值誤差；L為砝碼的標稱值m。

3　不確定度評定

對裝料質量為40kg時，進行測量不確定度的計算。

對于單次裝料：

對于預設值：

控制衡器分度值e=δx=20g，其分布為均勻分布，分布區間的半寬為δx/2，閃變點法數字示值分辨率δx變為0.1e，則數字示值分辨率帶來的不確定度為進行評定。

對于單次裝料：

對于預設值：

裝料質量為40000g，需要對裝料衡器進行20次裝料，數據見表1。

表1

裝料預設值Mp=40000g

最大平均偏差md=21g

用貝塞爾公式計算出20次重復測量的實驗標準偏差：

40kg的靜態載荷由2個標稱值為20kg的M1等級砝碼組合而成，其分布為均勻分布，按砝碼實際值相關進行測量不確定度的合成計算。已知20kg的M1等級砝最大允差為1g，則：

裝料衡器分度值d=δx=10g，其分布為均勻分布，分布區間的半寬為δx/2，閃變點法數字示值分辨率δx變為0.1d，則數字示值分辨率帶來的不確定度為進行評定：

靜態試驗采用閃變點法，其數字示值分辨率帶來的不確定度為：

4　合成標準不確定度

上述式中：f為被測量y與諸直接測得量xi的函數關系；為A類或B類不確定度。

求偏導數后靈敏系數都等于1，因此可得合成標準不確定度：

4.1每次裝料的合成標準不確定度

4.2預設值的合成標準不確定度

4.3靜態示值的合成標準不確定度

5　擴展不確定度的評定

在多數情況下采用置信概率p=95%，包含因子k=2，以求得擴展不確定度U。

5.1每次裝料的擴展不確定度

5.2預設值的擴展不確定度

5.3靜態示值的擴展不確定度

6　各標準不確定度分量（見表2）

7　結果分析

①X（1）級重力式自動裝料衡器試驗時每次裝料與平均值的最大允許偏差：

表2

mpd=0.7%×40000g×1=280g

MAU=35.36g≤1/3mpe，符合要求。

②X（1）級重力式自動裝料衡器試驗時預設值的最大允許偏差：

mpse=0.25×0.7%×40000g×1=70g

MAU=10.46g≤1/3mpe，符合要求。

③X（1）級重力式自動裝料衡器靜態試驗時的最大允許誤差：

mpse=0.25×0.7%×40000g×1=70g

MAU=2.38g≤1/3mpe，符合要求。

TU715.1+2

B

1007-7359(2016)03-0266-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.097

李明，男，工程師。