数字指示秤示值误差测量结果的不确定度评定
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【摘 要】 衡器行业是一个历史悠久的行业，并且随着全球经济的快速发展，商业贸易逐渐的频繁，衡器的作用也越来越被人们重视，衡器的技术水平以及产品的质量直接关系到国家经济科学的研究、贸易和国防的发展。为维护市场贸易秩序的健康发展，用于贸易结算领域的工作计量器具均应实施强制计量检定。本文以市场上最常见的数字指示秤为研究对象，开展示值误差测量结果的不确定评定研究。
衡器是商业贸易结算领域中的一种计量器具。过去人们称计量为“度量衡”。在我国最早出现于夏朝;春秋战国时期已掌握了杠杆原理，但在相当长的时期内计量标准不一，较为混乱，直到秦统一天下后，才统一了度量衡标准;宋朝时期出现了准确度达到40mg的戥秤，标志着当时的衡器已具有相当可观技术水准。随着社会发展，各种先进的数字指示秤不断出现，对贸易结算准确度的要求也不断提高。因此，对数字指示秤示值误差结果的不确定度评定非常必要。
1 概述
（1）适用范围：适用于数字指示秤示值误差测量结果的不确定度评定。（2）引用文件：JJG 539-1997《数字指示秤》;JJF-1059.1-2012《测量不确定评定与表示》。（3）测量对象：级数字指示秤，规格DS-788型，最大秤量15kg，检定分度值e=d=5g。（4）测量环境条件：温度（-10～40）℃。（5）测量标准：M1等级标准砝码。（6）测量过程：采用直接加标准砝码来测量数字指示秤的示值误差，可得标准砝码与数字指示秤实际值之差，即为数字指示秤的示值误差。（7）评定结果的使用：在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。
2 数学模型
E=P-m （1）
式中：E――数字指示秤示值误差（kg）;
P――一定砝码质量作用下数字指示秤的示值（kg）;
m――所加砝码的标准质量值（kg）。
方差的灵敏系数
由（1）式得方差
得： （2）
3 输入量的标准不确定度评定
3.1 测量不确定度来源
（1）输入量P的标准不确定度（P）主要由以下因素决定：1）测量重复性误差引起的测量不确定度;2）砝码在秤盘上的偏载引起的测量不确定度;3）电源电压波动引起的测量不确定度。（2）输入量m 的标准不确定度（m）主要是由M1等级砝码的质量误差引起。
3.2 输入量（P）的评定
（1）测量重复性误差引起的标准不确定度（P）的评定：在重复性条件下，用质量为15kg的M1等级砝码对被检秤进行10次的重复测量，得到以下测量结果（如表1所示）：
所以0.00024kg
（2）偏载引起的标准不确定度（P）的评定：在进行偏载试验时，用最大秤量13的砝码，放在14秤台面积中，最大值和最小值之差一般不超过1e，半宽=0.0025kg，而在秤量示值检定时，放置砝码的位子偏离较小，此时的偏载误差远小于偏载试验时的偏载误差。假设此时的误差为偏载实验时的13，并服从均匀分布，所以
=0.00048kg
（3）电源电压波动引起的标准不确定度（P）的评定：电源电压在规定条件下的变化，可能引起的示值变化为±15e，即±0.001kg，且服从均匀分布，则0.00058kg
（4）输入量（P）的合成：输入量I的以上分项互不相关，则
=0.00079kg
3.3 的评定
查JJG 99-2006 《砝码》检定规程，得质量为15kg的M1等级砝码的质量允差为±0.00075kg，则标准不确定度为
kg
4 合成标准不确定度的评定（表2）
合成标准不确定度的计算=0.00090kg
5 扩展标准不确定度
将合成标准不确定度的有效自由度估算为100，置信概率取95%，则包含因子k=2，因此，在测量数字指示秤15k示值误差时的最终扩展不确定度为：U=1.8g。
6 结语
随着科学技术的不断进步，对质量和计量工作的要求也越来越高，更多精度高、稳定性好、操作简便的数字指示秤将不断涌现。为保障数字指示秤的示值误差在可控范围内，在日常检定工作中，必须对示值误差的不确定度加以评定，以确保数字指示秤能满足在贸易结算中发挥公平交易的作用。
参考文献
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