台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JJG14-1997《非自行指示秤检定规程》对台秤进行测量。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》评定被检台秤测量误差的不确定度。

　　1·2　数学模型

　　非自行指示秤是以机械杠杆为传力元件,以计量杠杆为载荷测量装置,测试时完全靠人员操作标尺和增跎取得平衡位置的秤。台秤属于非自行指示秤,当被称物置于承载器上,加适当的增跎,以平衡被称载荷,然后移动计量杠杆的游跎使之处于平衡位置。增跎的示值及计量杠杆的读数之和来确定被称物的质量台秤示值误差的数学模型为:

　　E=I-m

　　式中:E—被检台秤的示值误差;m—砝码标称值;I—被检秤的示值。

　　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、读数误差、重复性测量进行分析与评定。

　　2·1　由标准器(砝码)标称值误差引入测量不确定度分量u(m)

　　由于检定时使用n个砝码(相关),因此u(m)=nu(m)

　　2·2　由被检秤的示值误差引入测量不确定度分量u(I)

　　(1)由重复性测量引入的不确定度分量u(x)

　　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或者极差法。使用贝塞尔公式：

　　(2)由读数误差引入测量不确定度分量u(δ)

　　3　台秤测量结果的不确定度实例

　　以一台TGT-500型台秤为例。最大秤量Max=500kg,检定分度值e=200g。

　　3·1　由标准器(砝码)标称值误差引入测量不确定度分量u(m)

　　使用的25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,25个20kg标准砝码应视为相关的。25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:

　　u(m)=nu(m1)

　　=25×0·5774g=14·43g

　　3·2　由被检秤的示值误差引入测量不确定度分量u(P_i):

　　(1)由重复性测量引入的不确定度分量u(x)

　　依据JJG14-1997《非自行指示秤检定规程》规定,在台秤的最大秤量点进行3次重复性测量,测量结果化整前的示值结果如下:X₁=500·04kg,X₂=500·12kg,X₃=500·06kg。由于测量的次数只有3次,重复性测量引入的不确定度分量u(x)使用极差法u(x_i)=sr(x_i)=R/C,查表得知C=1·64