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模擬指示秤示值誤差測量的不確定度評定與表現(xiàn)
模擬指示秤示值誤差測量的不確定度評定與表現(xiàn)：
一、前言
衡器的用途越來越廣泛，可用于能源計(jì)量、貿(mào)易結(jié)算、工藝過程質(zhì)量和重量的控制，而模擬指示秤則是一種相對比較簡單的機(jī)械秤。本文主要介紹了用M1級標(biāo)準(zhǔn)砝碼對模擬指示秤示值誤差不確定度的分析
方法。
二、評定條件
1測量依據(jù)
JJG13-1997《模擬指示秤檢定規(guī)程》
2測量方法
用M1等級標(biāo)準(zhǔn)砝碼直接加載，卸載的方式，分段測量示值與標(biāo)準(zhǔn)砝碼之差即為示值誤差。
3環(huán)境條件
溫度：（-10~+40℃）
相對濕度：80%
4測量標(biāo)準(zhǔn)
（1）M1級標(biāo)準(zhǔn)砝碼1kg共計(jì)10kg
（2）M1級標(biāo)準(zhǔn)砝碼2kg共計(jì)8kg
5測量對象：模擬指示秤
三、不確定度評定與表示
模擬指示秤的不確定度評定：
①數(shù)學(xué)模型:
Dm=M-m(1)式中:Dm－被測模擬指示秤的示值誤差；M－被測模擬指示秤的示值；ｍ－標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量值。
由此可得傳播系數(shù)：c1=¶Dm/¶M=1，c2=¶Dm/¶m=-1。
各分量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u1(Dm)=u(M)，u2(Dm)=u(m)
由于它們相互獨(dú)立，故：uc(Dm)=［［c1×u1(m)］2+［c2×u2(m)］2］1/2
②分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度分析:
(1)由模擬指示秤示值估算的不確定度分量u1(DM)=u(M)
a、分量M由模擬指示秤的測量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u11(M)，可通過連續(xù)測量得到測量列，采用A類評定。
以8kg彈簧度盤秤為例，準(zhǔn)確度等級為Ⅳ級，大重量Max=8kg，小秤量Min=200g，檢定分度值為e=20g。連續(xù)測量8次，得到測量列如下(單位kg)：
8.004、8.005、8.003、8.006、8.004、8.006、8.002、8.001。x=å=811iXin=8.00388kg
得單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為：s(xi)=1()12nXXnii=1.8077g
算術(shù)平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為：u11(M)=s/8=0.639g
b、分量M由示值讀數(shù)誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u12(M)，主要由檢定人員估讀引起。依照J(rèn)JG555-1996中的要求：“對于模擬指示裝置其讀數(shù)誤差的總不確定度應(yīng)不大于0.2e”。與單次讀數(shù)有關(guān)的不確定度估計(jì)為均勻分布(k=3)，而從2次讀數(shù)差得出的測量結(jié)果，成為兩個(gè)相同均勻分布的合成，即三角分布(k=6)。
由此可計(jì)算出，由讀數(shù)造成的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為:
u12(M)=0.2e/3=0.082e=0.082×20=1.63g
模擬指示秤示值估算的不確定度分量u1由u11、u12構(gòu)成，所以
u1(Dm)=u(M)=()()122u11M+uM=1.75g
(2)由標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量值估算的不確定度分量u2(Dm)=u(m)
為檢定這臺(tái)秤，選用M1級2kg砝碼共4塊。根據(jù)M11級砝碼質(zhì)量允差表可知，2kg砝碼的大允許誤差mpe=±100mg，一般將其估計(jì)采用均勻分布(k=)
得到：單塊砝碼的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為u(m)=100/=57.74mg；4個(gè)砝碼的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為u2(Dm)=u(m)×4=57.74×4=230.96mg≈0.231g。
③合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度:
以上不確定度分量相互獨(dú)立，故合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc為：
uc(Dm)=［［c1×u1(Dm)］2+［c2×u2(Dm)］2］1/2＝(1.752+.02312)1/2=1.76g
④擴(kuò)展不確定度:
模擬指示秤示值c的測量擴(kuò)展不確定度:
U=kuc(k=2)
得U=2×1.76g=3.52g
表示為：擴(kuò)展不確定度U=3.52g，包含因子k=2。(8kg彈簧度盤秤)
⑤、測量不確定度報(bào)告
以本評定的實(shí)例為例，模擬指示秤測量結(jié)果為：
U=3.52g，包含因子k=2。(8kg彈簧度盤秤)