电子台秤示值误差测量结果的不确定度评定
1.概述:
1.1测量依据:JJG539-1997《数字指示秤检定规程》
1.2环境条件:温度-10℃~40℃
1.3测量标准:M1级砝码,根据JJG99-1990《砝码检定规程》中给出50g~20kg质量最大允许误差为±(3mg~1g)。
1.4被测对象:电子秤Ⅲ级,检定分度值e=0.5kg,0~500e为±0.5e,(500~2000)e为±1.0e,2000e~Max为1.5e。
1.5测量过程:用砝码直接加载、卸载的方式,观察测量示值与标准砝码之差即为示值误差。
2.数学模型:△E=p-m
式中:△E—电子秤示值误差(kg)
p—二次仪
表
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显示值(kg)
m—标准砝码质量值(kg)
对上式求偏导得灵敏系数为:C1=
1,C2=
-1
3.输入量的标准不确定度评定:
3.1输入量p的标准不确定度来源u(p)主要是电子秤测量重复性、四角偏载误差、示值随电源电压变化以及二次仪表分度值选取引起的示值误差等。
3.1.1电子秤测量重复性引起的标准不确定度来源u(p1)的评定(A类评定
方法
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)。
用固定砝码在重复性条件下对电子秤进行10次连续测量,得到测量列:1000.00,1000.00,999.95,999.85,1000.00,1000.00,999.85,999.85,1000.00,1000.00kg
=
=999.95(kg)
根据贝塞尔公式:S =
= 0.12(kg)
u(p1)=
=
= 0.07(kg)
自由度γp1 = 3×(n-1)=27
3.1.2电子秤的偏载误差引起的标准不确定度分项u(P2)评定。
电子秤进行偏载试验时,用最大称量1/3的砝码,放置在1/4秤台面积上,最大值与最小值之差一般不会超过0.5kg,半宽a=0.25kg。假设其误差为偏载时的1/3,并服从均匀分布,包含因子k=
,可得u(p2)=
=0.05(kg)
估计
= 0.10,则γρ2=
[
]-2= 50
3.1.3电源电压稳定度引起的标准分项u(p3)评定。
电源电压在规定条件下变化可能会造成示值变化0.2e,即0.1kg。假设半宽度a=0.1kg,服从均匀分布,包含因子k=
u(p3)=
=0.06(kg)
估计
= 0.10,则γρ2=
[
]-2= 50
3.1.4输入量p的标准不确定度计算:
由于输入量p的分量彼此独立不相关,因此
u2(p)=u2(p1)+u2(p2)+u2(p3)
u(p)=
=
= 0.10 kg
γ=u4(p)/[
]
=
= 78
4.输入量m的标准不确定度的评定
20kg标准砝码共50个,每个砝码允差为±1g,其误差按均匀分布(k=
),计算单个砝码的不确定度分量u(m1)
u(m1)=1/
= 0.58g
输入量m的标准不确定度为
u(m)=u(m1)×50 = 29(g)= 0.03(kg)
估计
= 0.10,则γp2=
[
]-2= 50
5.合成标准不确定度的评定
标准不确定度名称
不确定度来源
标准不确定度(kg)
Ci
γi
u(p)
0.10
1
78
u(p1)
电子秤测量重复性
0.07
27
u(p2)
电子秤的偏载误差
0.05
50
u(p3)
电源电压稳定度
0.06
50
u(m)
砝码
0.03
-1
50
合成标准不确定度的计算:
u(p)=
=
= 0.10kg
γeff =
= 77
6.扩展不确定度的评定:
取置信概率P=95%,γeff=50,查t分布表得
kp=t95(50)=2.01
则扩展不确定度U95= kpu(△E)= 0.10kg×2.01=0.20kg