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淺析SCS-120型地磅測量結果不確定度評定

時間：2019-05-24 13:56:52 點擊數：次

1 概述

1.1 電子汽車衡測量結果不確定度評定依據

JJG539-2016《數字指示秤檢定規程》

JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》

JJG99-2006《砝碼檢定規程》

1.2 被檢對象

SCS-120型電子汽車衡, 檢定分度值e為20kg, 最大秤量120t, 最小秤量400kg, 準確度等級III, 傳感器數量8只, 生產廠家:哈爾濱精士達衡器公司。

2 數學模型

根據JJG 539-2016《數字指示秤檢定規程》, 可建立數學模型:

式中:М——加載到承載器上的標準砝碼

P——化整前的示值, 即P=Ι+0.5e-ΔМ, ΔМ為檢定時承載器上施加的0.1e附加砝碼的總和

Ε——電子汽車衡化整前的誤差

3 測量不確定度來源分析及計算

測量不確定度的來源須根據實際測量情況進行具體分析, 應從測量儀器、測量環境、測量人員、測量方法等方面全面考思, 并做到不遺漏, 不重復。不確定度來源分析如下:

(1) 化整前的示值P的標準不確定度來源主要是重復性引入的標準不確定度分量μ (P) 、偏載引入的標準不確定度分量μ (p') 和分辨力引入的標準不確定度分量μ (δx) 。

(2) 標準砝碼М引入的標準不確定度分量μ (M)

(3) 附加砝碼ΔМ引入的標準不確定度分量μ (ΔM)

(4) 工作環境條件變化引入的標準不確定度分量μ1

3.1 化整前的示值P的標準不確定度μ (P)

3.1.1 重復性引入的標準不確定度分量μ (P)

根據JJG539-2016《數字指示秤檢定規程》可知, 對于某一載荷, 記錄其示值為I, 連續加放相當于0.1e的附加砝碼, 直到秤的示值明顯地增加一個分度值, 此時, 加到承載器上的附加砝碼為ΔМ, 則化整前的示值P=Ι+0.5e-ΔМ。重復性條件下, 在60T載荷點進行10次連續測量, 化整前的示值 (p1～p10) 分別為60006kg, 60004kg, 60000kg, 59998kg, 59996kg, 60000kg, 59998kg, 60000kg, 59998kg, , 59998kg。

測量中的失誤或突發因素不屬于測量不確定度來源, 在測量不確定度評定中, 應刷除測得值中的異常值, 本次評定采用拉格布斯準則來檢驗p1～p10中是否有異常值。

p1～p10中殘差絕對值最大者為p1, 則p1為可疑值pd。為2.033, 取包含概率p=0.95, 則顯著水平不是異常值, 連續測量數據中沒有異常值。

平均值的標準不確定度為:

自由度νP=10-1=9。

3.1.2 偏載引入的標準不確定度分量μ (p')

在進行偏載檢定時, 對于承載器支撐點數N>4的秤, 應將1/ (N-1) 最大秤量的砝碼施加在每一個支撐點上方, 面積應在承載器的1/N的區域內。該衡器在進行偏載實驗時應在承載器上施加的標準砝碼, 根據JJG539-2016《數字指示秤檢定規程》該衡器在17.14t載荷處最大允許誤差為±1.0e即±20kg, 即半寬為20kg。在電子汽車衡測量結果測量過程中放置砝碼的位置較為注意, 因此實際偏載引入的誤差遠比偏載實驗的最大允許誤差小, 根據經驗一般只有偏載實驗誤差的1/10, 服從均勻分布, 包含因子

由于電子汽車衡偏載引入的標準不確定度評定的信息來源于經驗估計, 所以認為準確性有80%, 因而其相對標準不確定度因此自由度為:。

3.1.3 分辨力引入的標準不確定度分量μ (δx)

由于該電子汽車衡的示值誤差測試過程是通過逐漸施加0.1e砝碼直至汽車衡示值明顯增加一個分度值的方法確定的, 因此分辨力δx為0.1e即2kg。對于數字顯示器分辨力δx引入的標準不確定度μ (δx) 的評定采用B類評定, 半寬度為, 服從均勻分布, 包含因子

由于分辨力是常數, 其來源可靠故, 自由度μδx=∞

3.1.4 標準不確定度μ (P) 的計算

被測儀器的分辨力會對測量重復性有影響, 當重復性引入的標準不確定度分量大于被測儀器的分辨力所引起的不確定度分量[μδx=0.58kg]時, 可以不考慮分辨力所引起的不確定度分量。重復性引入的標準不確定度分量和偏載引入的標準不確定度分量彼此獨立不相關, 因此

3.2 標準砝碼М引入的標準不確定度分量μ (M)

電子汽車衡準確度等級III, 故用M1級砝碼進行檢定, 1t砝碼的最大允許誤差為±0.05kg, 即半寬為0.05kg, 服從均勻分布, 包含因子, 因此1個砝碼的標準不確定度分量:

測量60t秤量點時用1t標準砝碼60個, 各砝碼在量值傳遞是用同一套計量標準傳遞的, 在采用組合的標準砝碼時, 可以認為這60個獨立砝碼之間是正強相關, 其相關系數為1, 則其標準不確定度為:

實驗室檢定砝碼來源可靠, 一般認為準確性有90%, 因而其相對標準不確定度

3.3 附加砝碼ΔМ引入的標準不確定度分量μ (ΔM)

μ (ΔM) 與μ (M) 的計算過程相同, 該電子汽車衡用的附加砝碼ΔМ為0.1e砝碼即為2kg砝碼, 最大允許誤差為±0.0001kg, 因其最大允許誤差值比標準1t砝碼的最大允許誤差值小很多, 又因在測量過程中只用到10個2kg附加砝碼, 所以認為附加砝碼引入的標準不確定度分量μ (ΔM) 可以忽略不計。