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浅谈电子台秤分度值对不确定度的影响和期间核

时间:2017-06-21 05:53:55 来源:本站 点击数:756

本文通过对最大秤量为150kg电子台秤示值误差测量结果的不确定度分析 和评定,探讨了偏载、分度值、水平度及标准砝码等因素带来的不确定度分量的来源和大小,并根据不确定度分析,来制定期间核查方法,从而为称量过程提供技术保证。

在生产过程中由于工业测量过程的需要, 为保证称量过程的准确性,常常要求我们对称重 过程加以控制,如减小称量误差,建立期间核查 程序等通常用户会对衡器供应商提出苛刻甚至 过分的要求,本文通过探讨检定分度值、实际分 度值对电子台秤的不确定度影响,确立一种期间 核查方案,来实现测量过程的技术要求。下面以 150kg电子台秤为例就电子秤的不确定度评定过程 进行论述。

1.概述

1.1测量依据:JJG 539-1997《数字指示秤》 检定规程。

1.2环境条件:常温。

1.3测量标准:Mi等级砝码。

1.4被测对象:电子台秤:检定分度值e:

50g ;头际分度值d: 20g ;最大秤量:150句;最大 允许误差:1—23 kg  ± 25g, (25—100 kg  50g, (100 150 kg   75g

1.5测量过程:采用砝码直接加载、卸载的 方式,分段测量电子台秤示值与标准砝码标称值 之差,即为被校电子台秤示值误差。

2.数学模型与灵敏系数

2.1数学模型 = P — m

式中:E—被校电子台秤示值与M 1等级标 准砝码的组合标称质量值的差值;

P—被校电子台秤示值; m—M 1等级标准砝码的组合标称质量。

2.2灵敏系数

 

 001.jpg

3.标准不确定度评定

3.1输入量P的标准不确定度u P 输入量P的标准不确定度up)的来源主要有: 0测量重复性引入的不确定度分量uPl);

Q电子台秤示值分辨力引入的不确定度分  u (P2);

(3测量偏载误差引入的不确定度分量uP  (4电子台秤承重面不水平引入的不确定度

分量u P4)

3.1.1 电子台秤的测量重复性引入的不确定 度分量upa采用A类评定方法评定。在测量电 子台秤时,在重复性条件下,对该秤Ug, 25kg, 75kg, 100kg, 150句测量点分别进行10次测量 求该秤以上测量电的实验标准差s

实验室多次测量证明通常002.jpg

远远小于示值分辨力引入的不确定度up2)u(p1) 忽略不计。

3.1.2被测电子台秤示值分辨力引入的标准 不确定度分量M,被测电子台秤实际分度值为 d=20g,故半宽为d/2,属均匀分布,取包含因子

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3.1.3测量偏载误差引入的不确定度分量u P3),在用标准砝码进行偏载测量时,其偏载误差 一般不会超过偏载测试对应值的最大允许误差,


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由于一般秤具有4个承重点,故偏载对称重结果 的影响不超过其对应值的最大允许误差的1/4,服 从正态分布,包含因子k=3, 

p )=MPEV

u p3>Txr

3.1.4电子台秤承重面不水平引入的不确定度 分量u(p4),由于电子秤实际测量的是砝码所受的重 力,如称重面不水平,则所受重力P与标准砝码质 m将存在一定的夹角,所以测量过程中应使台秤

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承重面处于水平状态估计其水平误差不会超过 

006.jpg

3.1.6由于u(p2)up3)up)彼此独立,互不 相关,因此

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输入量
m的标准不确定度u h)的主要来源于

 008.jpg

由以上评定可以看出电子台秤的实际分度 值d在各不确定分量中所占比重较大,当= e =50g时,其不确定结果如下:

很明显不确定度有很大改变尤其秤量范围

25的以下时,其不确定度已经大于其秤量范围 的最大允许误差± 0.5e ( 25g)

如果使e=d=20g是否可行昵,在实际工作中 我们发现如果检定分度值e过小,那么电子台秤在 检定周期内就会出现大量不合格现象,其型式很 难获得批准,所以市场上出现了许多实际分度值 与检定分度值不一致的电子秤。

上面的不确定度评定过程说明,d并不能 提高电子秤的准确度但可以大大降低其不确定 度,通过此功能不仅可以提高我们日常测量的精 度,也使我们有了一种期间核查的方法来保证校 准周期内称量过程的准确性。

为此,我们可以准备一个25kg左右的性质稳 定的物体,在送检回来后进行多次称量记录其 示值并计算示值平均值,每间隔一段时间再重 复上述称量,当发现其值发生变化时,增加或减 20g,我们就应再次送检。这是因为虽然最大允 许误差 MPE  ±25g, d+U=20g+13g=33g,已大 于最大允许误差,故应重新溯源又因为电子秤的 误差基本为线性的,150kg秤量点的误差基本为 25kg的三倍左右,当25kg测量点变化±20g时,其 最大秤量变化约为± 60g,小于其最大允许误差土 75g,因此对25kg点进行核查,可以保证全量程的 测量准确度,且25kg的核查标准较易获得容易实 现,而不必再准备100kg以上的核查替代物。