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淺析SCS-120型地磅測量結(jié)果不確定度評定

時間：2019-05-24 13:56:52 點擊數(shù)：次

1 概述

1.1 電子汽車衡測量結(jié)果不確定度評定依據(jù)

JJG539-2016《數(shù)字指示秤檢定規(guī)程》

JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》

JJG99-2006《砝碼檢定規(guī)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(zhǔn)確度等級III, 傳感器數(shù)量8只, 生產(chǎn)廠家:哈爾濱精士達(dá)衡器公司。

2 數(shù)學(xué)模型

根據(jù)JJG 539-2016《數(shù)字指示秤檢定規(guī)程》, 可建立數(shù)學(xué)模型:

式中:М——加載到承載器上的標(biāo)準(zhǔn)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(jù)實際測量情況進(jìn)行具體分析, 應(yīng)從測量儀器、測量環(huán)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(fù)。不確定度來源分析如下:

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

(2) 標(biāo)準(zhǔn)砝碼М引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量μ (M)

(3) 附加砝碼ΔМ引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量μ (ΔM)

(4) 工作環(huán)境條件變化引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量μ1

3.1 化整前的示值P的標(biāo)準(zhǔn)不確定度μ (P)

3.1.1 重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量μ (P)

根據(jù)JJG539-2016《數(shù)字指示秤檢定規(guī)程》可知, 對于某一載荷, 記錄其示值為I, 連續(xù)加放相當(dāng)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(fù)性條件下, 在60T載荷點進(jìn)行10次連續(xù)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(fā)因素不屬于測量不確定度來源, 在測量不確定度評定中, 應(yīng)刷除測得值中的異常值, 本次評定采用拉格布斯準(zhǔn)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(xù)測量數(shù)據(jù)中沒有異常值。

平均值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

自由度νP=10-1=9。

3.1.2 偏載引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量μ (p')

在進(jìn)行偏載檢定時, 對于承載器支撐點數(shù)N>4的秤, 應(yīng)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(yīng)在承載器的1/N的區(qū)域內(nèi)。該衡器在進(jìn)行偏載實驗時應(yīng)在承載器上施加的標(biāo)準(zhǔn)砝碼, 根據(jù)JJG539-2016《數(shù)字指示秤檢定規(guī)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(jié)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(yuǎn)比偏載實驗的最大允許誤差小, 根據(jù)經(jīng)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(biāo)準(zhǔn)不確定度評定的信息來源于經(jīng)驗估計, 所以認(rèn)為準(zhǔn)確性有80%, 因而其相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度因此自由度為:。

3.1.3 分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)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(shù)字顯示器分辨力δx引入的標(biāo)準(zhǔn)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(shù), 其來源可靠故, 自由度μδx=∞

3.1.4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度μ (P) 的計算

被測儀器的分辨力會對測量重復(fù)性有影響, 當(dāng)重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)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(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量和偏載引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量彼此獨立不相關(guān), 因此

3.2 標(biāo)準(zhǔn)砝碼М引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量μ (M)

電子汽車衡準(zhǔn)確度等級III, 故用M1級砝碼進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)不確定度分量:

測量60t秤量點時用1t標(biāo)準(zhǔn)砝碼60個, 各砝碼在量值傳遞是用同一套計量標(biāo)準(zhǔn)傳遞的, 在采用組合的標(biāo)準(zhǔn)砝碼時, 可以認(rèn)為這60個獨立砝碼之間是正強(qiáng)相關(guān), 其相關(guān)系數(shù)為1, 則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

實驗室檢定砝碼來源可靠, 一般認(rèn)為準(zhǔn)確性有90%, 因而其相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

3.3 附加砝碼ΔМ引入的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(rèn)為附加砝碼引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量μ (ΔM) 可以忽略不計。