电子天平示值误差测量结果的不确定度评定

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

测量的目的是为了得到测量结果，但任何测量都存在缺陷，所有的测量结果都会或多或少地偏离被测量的真值，因此在给出测量结果的同时，还必须指出所给测量结果的可靠程度。完整表述测量结果时，必须同时给出其测量不确定度，必要时还应说明测量所处的条件，或影响量的取值范围。

2 不确定度的概念及产生的原因2.1不确定度的概念不确定度用于描述测量结果时，将其含义扩展为定量表示，即定量表示测量结果的不确定程度。其构成可用图 1来说明。

标准不确定度扩展 不确定度A类评定标准不确定度 1合成标准B类评定标准不确定度n 不确定度1，cUku (k2，3) .u ( ( ))图 1 测量 不确定度的构成2.2不确定度的产生原因决定实验室检定/校准的正确性和可靠性的因素有很多，包括：人员；设施和环境条件；检定或校准的方法；设备；测量标准的溯源性；检定/校准物品的处置等。这些因素对测量不确定度的影响程度，在各类检定、校准之间明显不同。在测量结果的不确定度分析中，需要依据具体情况综合考虑。

以电子天平的示值误差为例，其测量结果的不确定度主要来源于标准砝码、天平的测量重复性和分辨力。

· 54·3 电子天平示值误差测量结果的不确定度评定下面以200g电子天平的校准数据为例，介绍电子天平示值误差测量结果的不确定度评定方法。

3.1测量过程简述a)测量依据：JJG1036-2008《电子天平检定规程》。

b)测量环境条件：温度 (18～26)℃，温度波动≤O.5℃/h，相对湿度不大于75%。

d)被测对象：最大秤量为200g，实际分度值 d0.1mg的电子天平。-般情况下，校准天平的最大秤量点以及大致分布的5个点。

e)测量方法：采用标准砝码直接测量电子天平各技术参数的示值，可得电子天平示值与标准砝码之差，即为电子天平的示值误差。

f)评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，-般可参照使用本不确定度的评定方法。

3.2 数学模型△m P -，他式中 △m--电子天平示值误差；P--电子天平示值；m--标准砝码值。

3.3各输入置的标准不确定度分量的评定本评定方法以200g天平最大秤量点 200g为例，其他秤量点的示值误差测量结果的不确定度可参照本方法进行评定。

3.3.1输入量m的标准不确定度(m)的评定输入量 m的标准不确定度 (m)采用 B类方法评定。

根据JJG99-2006《砝码检定规程》中给出的E 等级200g～ling砝码的扩展不确定度U (0.10～0.002)mg，包含冈子 k2。

，llIJl-l-ll、 不度量 定测确兵器试验 2013.2 ·鉴定与思考 ·由于不同秤量点对应于不同量程的标准砝码，则标准砝码的标准不确定度也不同。我们以200g点为例，根据规程可得二等200g的扩展不确定度，0.1mg，则标准不确定度：l(m)： ： ：o.05mg自由度： t，(m)∞3.3.2输入量 P的标准不确定度 u(P)的评定输入量 P的标准不确定度 H(P)主要来源于天平的测量重复性和天平的分辨力。

a)测量重复性引起的标准不确定度 u(P )的评定用 200g砝码在重复性条件下对电子天平进行连续 l0次测量，得到测量列 (g)：200.0000，200.0001，200.0001，200.0000，200.0002，200.0002，20o.0001，20o.0001，200.0001。20o.0002。

I l单次实验标准差： 0.07mg任意选取 3台同类型电子天平，对每台电子天平在 200g秤量点处进行 3组测量，每组测量均在重复性条件下连续测量 lO次，共得到9组测量列，每组测量列分别按上述方法计算，得到 9个单次实验标准差，如表 1所示。

表 1 9组实验标准差计算结果0.05 O.07 0.09实验标准差0.06 0.07 O.10(rag)0.09 O.06 O.10合并样本标准差：Sp 0.08mg实际在电子天平的校准工作中，每次测量重复性为6次，则：M(PI) 8p0. 03rag4o自由 (P，)9×(10-1)81b)天平分辨力引起的标准不确定度 (P2)的评定该电子天平实 际分度值 d ：0.1mg，且服从均匀分布，则：u(P2) 0.03mg估计 -o.-。

则自由度 t，(P2)50c)输人量P的标准不确定度 H(P)的计算已知 P 和 P2互相独立。则：u(P)/扩(P1)扩(P2) 、 0.04mg)丽 (P。) 移(P2) 980 03 0 03 . 4. 4百 3.4合成标准不确定度及扩展不确定度的评定a)灵敏系数数学模型：Am P -m灵敏系数：aAm ， a△，l -l 。 。2b)各不确定度分量汇总及计算表如表 2所示C)合成标准不确定度的计算输入量/1/，与 P彼此独立不相关，所以：u (△m)[ M(P)] H(m)] [Clu(P)] [C2U(m)]合成标准不确定度：H。(Am) .05 0.04 mg0.06ragd)合成标准不确定度的有效自由度(Am)(m) t，(P)- Q： ：0 O .0 44496[下转第44页]· 55 ·· 应 用与研 究 · 兵器试验 2013-2