模擬指示秤示值誤差測量的不確定度評定與表現:
*、前言
衡器的用途越來越廣泛,可用于能源計量、貿易結算、工藝過程質量和重量的控制,而模擬指示秤則是*種相對比較簡單的機械秤。本文主要介紹了用M1級標準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
JJG13-1997《模擬指示秤檢定規程》
2測量方法
用M1等級標準砝碼直接加載,卸載的方式,分段測量示值與標準砝碼之差即為示值誤差。
3環境條件
溫度:(-10~+40℃)
相對濕度:80%
4測量標準
(1)M1級標準砝碼1kg共計10kg
(2)M1級標準砝碼2kg共計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數學模型:
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-標準砝碼質量值。
由此可得傳播系數:c1=¶Dm/¶M=1,c2=¶Dm/¶m=-1。
各分量的標準不確定度為:u1(Dm)=u(M),u2(Dm)=u(m)
由于它們相互獨立,故:uc(Dm)=[[c1×u1(m)]2+[c2×u2(m)]2]1/2
②分量標準不確定度分析:
(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性引起的標準不確定度u11(M),可通過連續測量得到測量列,采用A類評定。
以8kg彈簧度盤秤為例,*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
得單次實驗標準差為:s(xi)=1()12nXXnii=1.8077g
算術平均值的實驗標準差為:u11(M)=s/8=0.639g
b、分量M由示值讀數誤差引起的標準不確定度u12(M),主要由檢定人員估讀引起。依照JJG555-1996中的要求:“對于模擬指示裝置其讀數誤差的總不確定度應不大于0.2e”。與單次讀數有關的不確定度估計為均勻分布(k=3),而從2次讀數差得出的測量結果,成為兩個相同均勻分布的合成,即三角分布(k=6)。
由此可計算出,由讀數造成的標準不確定度分量為:
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構成,*以
u1(Dm)=u(M)=()()122u11M+uM=1.75g
(2)由標準砝碼質量值估算的不確定度分量u2(Dm)=u(m)
為檢定這臺秤,選用M1級2kg砝碼共4塊。根據M11級砝碼質量允差表可知,2kg砝碼的*大允許誤差mpe=±100mg,*般將其估計采用均勻分布(k=)
得到:單塊砝碼的標準不確定度分量為u(m)=100/=57.74mg;4個砝碼的標準不確定度分量為u2(Dm)=u(m)×4=57.74×4=230.96mg≈0.231g。
③合成標準不確定度:
以上不確定度分量相互獨立,故合成標準不確定度uc為:
uc(Dm)=[[c1×u1(Dm)]2+[c2×u2(Dm)]2]1/2=(1.752+.02312)1/2=1.76g
④擴展不確定度:
模擬指示秤示值c的測量擴展不確定度:
U=kuc(k=2)
得U=2×1.76g=3.52g
表示為:擴展不確定度U=3.52g,包含因子k=2。(8kg彈簧度盤秤)
⑤、測量不確定度報告
以本評定的實例為例,模擬指示秤測量結果為:
U=3.52g,包含因子k=2。(8kg彈簧度盤秤)