鋼卷秤檢定結(jié)果的不確定度評(píng)定

項(xiàng)秀明

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司冷軋作業(yè)部，河北唐山 063200）

0 引言

鋼卷秤是鋼鐵企業(yè)產(chǎn)出鋼材產(chǎn)品稱重的一種計(jì)量工具，用于貿(mào)易結(jié)算的鋼卷秤需經(jīng)過檢定單位檢定合格后準(zhǔn)予使用，具有一定的法律效力。鋼卷秤稱重?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益及用戶的利益，若出現(xiàn)虧重現(xiàn)象會(huì)嚴(yán)重影響公司的對(duì)外形象，因此保證計(jì)量衡器的計(jì)量結(jié)果準(zhǔn)確性是杜絕計(jì)量異議發(fā)生的主要方法，而分析計(jì)量結(jié)果準(zhǔn)確性的方法通過測(cè)量不確定度對(duì)檢定結(jié)果進(jìn)行分析。測(cè)量不確定度定義為表征合理地賦予被測(cè)量之值的分散性，與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)，是檢驗(yàn)測(cè)量結(jié)果是否正確性的方法之一[1-3]。通過對(duì)鋼卷秤的檢定結(jié)果進(jìn)行不確定度分析評(píng)定，是對(duì)鋼卷秤檢定結(jié)果準(zhǔn)予合格使用的一種證明方式。

1 檢定過程

本評(píng)定方法以1 臺(tái)最大稱量40 t 鋼卷秤為例，被檢定的對(duì)象為Ⅲ級(jí)HCS-40 t 鋼卷秤，最大秤量Max=40 000 kg，最小秤量Min=200 kg，檢定分度值e=10 kg。

（1）測(cè)量依據(jù)。JJG 539—2016《數(shù)字指示計(jì)量秤檢定規(guī)程》。環(huán)境條件：溫度20 ℃，濕度≤46%RH。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)砝碼，規(guī)格型號(hào)為1000 kg，準(zhǔn)確度等級(jí)為M1。

（2）測(cè)量過程。直接放置標(biāo)準(zhǔn)砝碼于秤體表面上，放置前確保秤體無雜物，示值顯示值為0，加載砝碼質(zhì)量值為滿量程的50%，使用小砝碼找出該秤跳躍的閃變點(diǎn)，測(cè)量結(jié)果儀表顯示的示值數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)砝碼總數(shù)之差為示鋼卷秤的示值誤差。具體的數(shù)學(xué)模型為：

式中 ΔE——鋼卷秤示值誤差

P——鋼卷秤示值

m——標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量值

2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

鋼卷秤既定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源主要是鋼卷秤測(cè)量重復(fù)性、標(biāo)準(zhǔn)砝碼以及環(huán)境引起的示值變化等。

2.1 鋼卷秤檢定過程中秤量的重復(fù)性引起的A 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度分析u1 的評(píng)定

在重復(fù)性條件下用標(biāo)準(zhǔn)砝碼對(duì)鋼卷秤進(jìn)行連續(xù)10 次測(cè)量結(jié)果如下：20 000 kg，20 000 kg，19 990 kg，20 000 kg，20 000 kg，19 990 kg，20 000 kg，20 010 kg，20 000 kg，20 000 kg。單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差則標(biāo)準(zhǔn)不確定度值為4.35 kg。

2.2 鋼卷秤檢定過程所引入的B 類不確定度評(píng)定

（1）標(biāo)準(zhǔn)砝碼m 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2的分析。本檢定過程所需要20 塊1000 kg 的砝碼，依據(jù)砝碼檢定規(guī)程最大允許誤差為±0.05 kg，半寬為0.05 kg，按照正態(tài)分布，包含因子取k=3，因此計(jì)算出1000 kg砝碼的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

因?yàn)闄z定時(shí)所用的標(biāo)準(zhǔn)砝碼重量為量程的50%，所以共需要20 塊1000 kg 的砝碼。因此，u2總=0.017×20=0.34 kg。

（2）附加砝碼M1 標(biāo)準(zhǔn)不確定u3的分析。利用附加砝碼檢驗(yàn)鋼卷秤的鑒別力，所用的附加砝碼為1 kg、2 kg、5 kg 各1塊，檢定結(jié)果為7 kg 時(shí)示值發(fā)生跳變，依據(jù)砝碼檢定規(guī)程2 kg標(biāo)準(zhǔn)砝碼最大允許誤差為±0.001 kg，5 kg 標(biāo)準(zhǔn)砝碼最大允許誤差為±0.025 kg，取，則計(jì)算所得的B 類不確定度為：

（3）鋼卷秤使用的環(huán)境嚴(yán)格按照規(guī)定要求進(jìn)行控制，因此可以忽略環(huán)境帶來的影響。

（4）輸入量標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表如表1 所示。

表1 輸入量標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總

2.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算

2.4 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

依據(jù)擴(kuò)展不確定度公式U=kUc，取置信概率p=95%，k 取值為2，則最終計(jì)算結(jié)果為8.72 kg。

2.5 測(cè)量不確定度的報(bào)告與表示

3 結(jié)論

按照J(rèn)JG 539—2016《數(shù)字指示計(jì)量秤檢定規(guī)程》對(duì)鋼卷秤進(jìn)行檢定以及檢定結(jié)果的不確定度分析評(píng)定。從檢定結(jié)果的秤量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度、標(biāo)準(zhǔn)砝碼引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度等2 個(gè)方面分析了不確定度來源，通過評(píng)定鋼卷秤檢定結(jié)果的不確定度，表明檢定秤量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度是不確定度的主要來源，這是由于標(biāo)定重復(fù)性的影響因素太多的原因。此測(cè)量結(jié)果濃度可表示為：19 999±8.72 kg，k=2。