電子計價臺秤測量結果的不確定度評定方法

本文主要就使用電子計價臺秤進行稱重計量得到的測量結果的不確定度做些研究與分析，介紹了相關技術法規、測量原理及數學模型，重點論述了測量結果不確定度的來源和評定問題。

一、引言

電子臺秤現在已被社會所*，它能完成一般機械秤所不能實現的計量問題。電子計價臺秤是電子臺秤的一種，被廣泛使用于商場、超市和集貿市場等場合，由于是數字顯示，所以使用起來一目了然，極大地方便了銷售方和廣大消費者，但由此對該種衡器的控制、監督和管理也成為生產商、流通領域和政府有關部門一項重要的工作和職責。本文就使用電子計價臺秤進行稱重測量得到的測量結果的不確定度問題進行一些簡要的研究和分析，希望與廣大相關計量領域的技術工作者們共同探討。

二、技術要求

根據衡器相關技術法規要求，電子計價臺秤測量結果的不確定度要不大于該秤的zui大允許誤差MPE的1/3，即U≤1/3MPE, 本文涉及到的電子計價臺秤準確度等級為三級，即中準確度級。

三、測量原理及數學模型

本文討論的電子計價臺秤是非自動秤中的數字指示秤，相關國家檢定規程是JJG539-1997《數字指示秤》。數字指示秤通常利用稱重傳感器作為能量轉換元件，稱重傳感器將承載器上被測物的質量轉化為彈性體的位移量，并將這個量轉化

為電信號輸出，這個輸出信號經過轉化和放大，被稱重顯示器轉化為被測物的質量值，這個輸出的質量顯示值與檢定用的標準砝碼的標稱值之差，就是我們要測量的量，即示值誤差?？紤]到影響測量不確定度的因素后，其數學模型為：

E=I+0.5e-△L-L+△Ed+△Es+△EC+△ER,式中：E—被檢秤的數值誤差；I—被測量數值；L—砝碼標稱值；e—檢定分度值；△L—附加砝碼；△Ed—顯示器的分度值引進的讀數誤差；△Es—測量重復性誤差；△EC—偏載誤差；△ER—干擾引進的誤差。

非自動秤的日常檢定更加注重示值誤差E（或EC），看其是否超過檢定規程中規定的zui大允許誤差。本文將重點討論如何確定電子計價臺秤的測量結果的不確定度。

四、電子計價臺秤的測量結果的不確定度來源及評定

1. 測量結果的不確定度來源

（1）檢測用標準砝碼；

（2）測量環境；

（3）測量人員；

（4）測量方法；

（5）顯示器的分度值；

（6）偏載；

（7）測量重復性；

（8）干擾；

2. 測量結果的不確定度評定

本文對zui大秤量MAX=15kg,zui小稱量MIN=100g，檢定分度值 e=5g的電子計價秤進行測量結果不確定度的分析和計算。

（1）各輸入量標準不確定度分量的評定

①標準器砝碼引入的標準不確定度分量

檢定三級電子計價臺秤，使用1kg的M1級砝碼，共計15塊，從《砝碼》標準規程中可以查出1kg的M1級砝碼的zui大允許誤差MPE=U（m）=±50mg,按照均勻分布，K=根號3，計算單個標準砝碼的不確定度分量（B）類，

U(M)=U(M)/=50/mg=28.868mg≈0.029g

15塊砝碼的標準不確定度分量，按相關合成應為：U1(M)=U(M)×15=0.029×15g=0.435g

②測量重復性引入的標準不確定度分量（A類）

按照JJG539-1997《數字指示秤》檢定規程的要求，秤應在50%zui大秤量和zui大秤量點進行重復性試驗，在兩個稱量點上各進行10次，選擇兩個稱量點標準偏差較大的一個，作為重復性試驗的標準偏差。經過比較，本文在計價秤的zui大稱量點上進行的10次試驗，結果如下：XI=15.000,15.005,15.005,15.000,14.995,15.000,15.005,15.000,15.005,15.000(kg)

③衡器示值分辨率引入的標準不確定度分量

采用“閃變點 ”法電子計價臺秤數字示值分辨率為0.1e,其帶來的不確定度，按均勻分布處理，

（2）合成標準不確定度

（3）擴展不確定度

五、測量結果不確定度匯集與報告

通過上述分析和計算，可將不確定度來源按其類型、數值、概率分布等進行匯集，如表1所示。

根據JJF1059-1999的要求，電子計價臺秤測量

六、結果判定

電子計價臺秤在15kg處稱量點的zui大允許誤差MPE=1.5e=1.5×5g=7.5g,MAU≤1/3MPE=2.5g,本文實際求得的擴展不確定度U95=2.3g,由此得U95＜MAU≤1/3MPE,符合規定要求。

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