臺秤示值誤差測量的不確定度評定

吳菊芬

摘 要：臺秤是一種較為常見且應用廣泛的計量器具。本文以TGT-100臺秤為研究對象，依據JJG14-2016《非自行指示秤檢定規程》、JJG99-2006《砝碼檢定規程》和JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》，對其示值誤差測量進行不確定度評定，可供計量同行提供一定的參考作用。

關鍵詞：臺秤；示值誤差；不確定；評定

引言

臺秤作為一種計量器具，已廣泛應用于日常的貿易結算和企業生產控制中。其量值的準確與否，直接關系到貿易結算的公平性和企業生產質量的過程控制。對臺秤測量結果的不確定度進行評定，可降低示值誤差給測量結果帶來的不確定度，對于臺秤的測量和準確度確定具有極其重要的意義。鑒于此，本文就臺秤示值誤差測量進行不確定度評定。

1.概述

1.1測量依據

JJG14-2016《非自行指示秤檢定規程》

1.2環境條件

溫度：常溫；相對濕度：常濕

1.3測量標準

M1等級砝碼

1.4被測對象

以TGT-100臺秤為例，最大秤量Max=100kg，最小秤量Min=1kg，檢定分度值e=50g，準確度等級為級。如表1所示

表1 TGT-100 臺秤最大允許誤差單位：g

1.5測量過程

用砝碼直接測量秤的示值，可得標準砝碼與秤實際值之差，即為秤的示值誤差。

1.6評定結果的使用

測量不確定度的表征合理地賦予被測量值的分散性，與測量結果相關的參數，一切的測量結果不可避免地具有不確定度。本不確定度在臺秤的500e和2000e二個稱量點進行。在符合上述條件下的測量，一般可直接使用本不確定度評定結果，其他稱量點的示值誤差不確定度評定可參照本評定方法。

2.數學模式

E=I-m（1）

式中：E———示值誤差；

I———示值；

m———試驗載荷值。

3.不確定度傳播率

由式（1）得方差傳播公式：

（2）

式中：

u（E）———示值誤差的測量不確定度；

u（I）———由臺秤示值帶來的不確定度分量；

u（m）———由標準砝碼帶來的不確定度分量。

所以式（2）簡化為

u2（E）=u2（m）+u2（I）（3）

4.標準不確定度評定

4.1由標準砝碼帶來的不確定度分量u（m）

選用100kgM1等級砝碼，根據JJG99-2006《砝碼》檢定規程可以查出，100kg砝碼的最大允許誤差MPE=5g，服從均勻分布，包含因子k= 。因此，標準砝碼不確定度分量為：

（1）25kg（500e）時：

（b）100kg（2000e）時：

4.2由被檢臺秤帶來的不確定度分量u（I）

4.2.1由人員的讀數誤差引起的不確定度分量u1（I）

通常非自行指示秤的標尺刻線的間距應不小于2mm，以保證間距尺寸公差不使稱量結果產生超過0.2e的誤差，因此，其分辨力0.2e（若采用規程7.4.4.6施加附加砝碼的方法，分辨力可達到0.1e，這里仍采用0.2e）。與單次讀數有關的不確定度估計均勻分布（k= ）。因此，由讀數引起的不確定度分量為：

（1）25kg（500e）時：

（2）100kg（2000e）時：

4.2.2由測量重復性引起不確定度分量u2（I）

（1）對秤的25kg稱量點進行10次測量，得到下列數據，如表2所示。

表2計量單位：g

根據貝塞爾公式計算標準偏差：

因此人員的讀數誤差引起的不確定度分量與測量重復性引起的不確定度分量取較大者，因此，u（I25）=u1（I25）=2.89g

（2）對秤的100kg稱量點進行10次測量，得到下列數據，如表3所示。

表3計量單位：g

根據貝塞爾公式計算標準偏差：

因此人員的讀數誤差引起的不確定度分量與測量重復性引起的不確定度分量取較大者，因此，u（I100）=u2（I100）=5.68g

5.合成標準不確定度

（1）25kg時：

（2）100kg時：

6.測量結果不確定度的報告與表示

（1）臺秤在25kg稱量點，其示值誤差測量結果的擴展不確定度

U（25）=6.0g（k=2）

（2）臺秤在100kg稱量點，其示值誤差測量結果的擴展不確定度

U（100）=12.8g（k=2）

7.結語

總而言之，對臺秤示值誤差測量的不確定度進行評定是尤為重要的，而科學合理的評定由示值誤差給測量結果帶來的不確定度對臺秤的測量具有重要意義。本文對TGT-100臺秤示值誤差進行不確定度評定，可為從事電子臺秤的計量檢驗人員對電子臺秤示值誤差測量結果的不確定度的分析，提供一定的指導作用。

參考文獻：

[1] 李樹寶. 電子平臺秤的示值誤差的測量不確定度評定[J]. 輕工科技， 2012（8）：102-103.