体重秤测量不确定度分析

　　1 测量方法及其数学模型

　　1.1 测量方法

　　依据 JJG13- 1997 《模拟指示秤检定规程》 对体重秤进行测量。根据测量所得到的示值误差，依据 JJF1059- 1999 《测量不确定度评定与表示》评定被检体重秤测量误差的不确定度。

　　1.2 数学模型

　　模拟指示秤是以弹簧或机械杠杆为称重元件，由指针和度盘指示的秤。体重秤属于模拟指示秤。当被称的重物使弹簧伸长一个数值，并通过连接杆、杠杆放大后传给齿条，带动小齿轮转动，并使指针转动。体重秤的数学模型为

　　式中：E：被检体重秤的示值误差;

　　Pi：被检秤的示值;

　　Po：砝码标称值;

　　ΔEd：分度值引进的读数误差;

　　ΔER：测量重复性误差;

　　ΔEr：偏载误差。

　　2 输入量标准不确定度的评定

　　测量不确定度的主要来源有测量环境、测量人员、测量方法、分度值、重复性等。在这里只对标准器、分度值、读数误差、重复性测量进行分析与评定。

　　2.1 标准器：可按砝码检定规程规定砝码准确度级别的最大允许误差进行评定。其概率分辨一般估计为均匀分布 假定单个砝码最大允许误差为±A，求得单个砝码的标准不确定度分量为：

　　2.2 重复性：重复性测试规定“在实际相同测试条件下，用同一方式，将同一载荷多次加放在承载器上，秤提供一致结果的能力”。其测量结果可用分散性来表示。而计算测量结果分散性常用贝塞尔公式。即

　　2.3 读数误差：对于模拟指示秤的读数误差，依照依据 JJG13- 1997 《模拟指示秤检定规程》 要求，其读数误差的总不确定度应不大于 0.2e。与单次读数有关的不确定度估计为均匀分布 (k=而 2 次读数误差得出的测量结果，成为两个相同均匀分布的合成即三角分布 (k=) 由读数造成的标准不确定度分量为：

　　3 体重秤测量结果的不确定度实例

　　以一台 RGT- 120 型体重秤为例。最大秤量Max=120kg，检定分度值 e=500g。

　　3.1 标准不确定度分量

　　3.1.1 砝码的标准不确定度：

　　检定体重秤使用的是 20kg 的 M1 级砝码，单个砝码的最大允许误差 mpe=±1g，按照均匀分布(k= 计算砝码的标准不确定度分量 (B类)：

　　使用的 6 个 20kg 的 M1 级标准砝码的是由同一个上级标准砝码传递，因此，6 个 20kg 标准砝码应视为相关的。6 个 M1 级标准砝码的不确定度可用单个标准砝码的标准不确定度分量乘上 n(砝码的个数)来计算，则标准砝码的合成不确定度为：