基于集成檢定法的重力式自動裝料衡器測量結果的不確定度評定

俞如禮

（福建省龍巖市長汀縣質量計量檢測所，福建龍巖366300）

1 測量準備

用1000kg的M1等級砝碼（通常是40個25kg砝碼的組合），進行預設值重復性測量。采用A類（重復性測量）及B類（輸入量最大允許誤差）方法評定標準不確定度[1]。

測量依據：JJG 546—2002《重力式自動裝料衡器檢定規程》[2]。

環境條件：常溫、相對濕度小于85%。

測量標準：M1等級砝碼，測量范圍25~1000kg，由JJG 99—2006《砝碼》中給出的20kg砝碼的最大允許誤差為±1g，利用內插法可知25kg砝碼的最大允許誤差為±1.25g。

被測對象：準確度等級為X（1）級，最大秤量Max=1000kg，d=1kg（d為實際分度值）時的重力式自動裝料衡器。

測量過程：首先，在物料檢定前用1000kg的M1等級砝碼（通常是40個25kg砝碼的組合）對被測衡器自有控制裝置進行立即校準，保證其誤差符合要求。然后，開始物料檢定，通過被測衡器自有控制裝置確定試驗裝料質量的約定真值。

2 測量模型

采用預設值進行重復性測量：

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實際裝料質量的平均值為單次試驗裝料在控制衡器上稱量的示值；ΔL為單次試驗裝料在控制衡器上稱量，求化整前示值所使用的砝碼質量；Se為預設值誤差；Mp為預設裝料值；當控制衡器分辨力足夠時，ΔL、ΔLi取值為 0.5e（檢定分度值 e=d）。

3 輸入量的標準不確定度評定

分析測量模型可知，輸入量有I、ΔL、M。針對輸出量md，雖然輸入量含有Ii、ΔLi，但考慮已單獨對輸入量I、ΔL進行標準不確定評定，故的標準不確定度主要由測量重復性引入。針對輸出量Se，輸入量的標準不確定度應由Ii、ΔLi及測量重復性引入，輸入量Mp主要由被測衡器分度值引入[3]。故輸入量的標準不確定度評定內容如下：

1）輸入量I引起的標準不確定度分量u（I）評定

輸入量I的標準不確定度u（I）來源于對控制裝置校準的25kg標準砝碼的誤差，采用B類方法進行評定。

40個25kg砝碼的最大允許誤差為±0.05kg，屬于均勻分布，包含因子，故，標準不確定度

從圖2可見，鹽酸濃度不變，液固比對鹽酸浸出含鈦高爐渣效果明顯，液固比越大，酸量越多，有助于鈣、鎂、鐵和鋁的溶出，當液固比達到5時，CaO和MgO的脫除率達到95%以上，Fe和Al2O3的脫除率達到了85%，TiO2的損失率小于4.5%。

2）輸入量ΔL引起的標準不確定度分量u（ΔL）評定

輸入量ΔL的標準不確定度u（ΔL）來源于為提高控制衡器分辨力所使用的閃變點砝碼，該分量很小，可以忽略。

針對輸出量md，輸入量M的標準不確定度u1（M）來源于測量重復性，采用A類評定。

裝料質量為1000kg，依據JJG 546—2002《重力式自動裝料衡器檢定規程》的規定，需要對裝料衡器進行10次裝料，測量結果如表1所示。

表1 裝料測試結果

=1002.6kg，根據貝塞爾公式可得單次實驗標準差為

針對輸出量Se，輸入量的標準不確定度u2（M）來源于Ii、ΔLi及測量重復性，且應有u（Ii）=u（I），u（ΔLi）=u（ΔL）。由于Se為10次裝料平均值與預設值之差，故測量重復性引入的標準不確定度為u1（M）/=0.37kg。因此，

4）輸入量Mp引起的標準不確定度分量u（Mp）評定

該分量只針對輸出量Se，輸入量的標準不確定度u（Mp）來源于被測衡器的分度值，采用B類評定。本次測量的重力式自動裝料衡器分度值 d=1kg，故有

4 合成標準不確定度的評定

4.1 靈敏系數

采用預設值進行重復性測量：

靈敏系數：

4.2 標準不確定度匯總表

輸出量md各輸入量的標準不確定度匯總于表2。輸出量Se各輸入量的標準不確定度匯總于表3。

表2 標準不確定度(md)匯總

表3 標準不確定度匯總表(Se)

4.3 合成標準不確定度的計算

各輸入量彼此獨立不相關，所以，合成標準不確定度可按下式得到：

5 擴展不確定度的評定

針對每次裝料與裝料平均值的偏差md的評定：

擴展不確定度為：U=kuc（md）=2×1.16kg≈2.3kg式中，k為包含因子，默認取2。

針對預設值誤差Se的評定：

擴展不確定度為：U=kuc（Se）=2×0.47kg=0.9kg

6 測量不確定度的報告與表示

通過預設值進行重復性測量，采用A類和B類方法進行評定標準不確定度，通過10次測量，經過計算得出：X（1）級的重力式自動裝料衡器，預設裝料質量為1000kg時，md測量結果的擴展不確定度為U=2.3kg，k=2；Se測量結果的擴展不確定度為 U=0.9kg，k=2。