论文部分内容阅读
1 概述
电子吊秤是对于自由悬挂状态下的物品进行称量的衡器,而电子吊秤的检定是指在电子吊秤测量范围内测量其示值误差,即砝码作用于吊钩承载器上,载荷传递装置将作用于吊钩承载器砝码所产生的力传递到载荷测量装置上,借于传力机构及称重指示装置测量质量值,采用闪变点方法来确定化整前的示值。
2 测量过程简述
(1)测量依据:JJG539-1997
(2)测量环境条件:温度(-10℃~+40℃)。
(3)测量标准:M1等级砝码,测量范围:0kg~3000kg。
(4)被测对象:最大秤量3000kg,最小秤量20kg,检定分度值e=1kg,准确度等级为[],型号为OCS-3(直流供电)的电子吊秤。
3 数学模型:
[E=P-m=I+0.5e-Δm-m] (1)
式中:[E]——电子吊秤化整前的误差;
[P]——电子吊秤化整前的示值;
[I]——电子吊秤的示值;
[m]——标准砝码质量值;
[Δm]——附加的标准砝码质量值。
4 方差和灵敏系数
由(1)式得方差传播公式:
[u2(E)=c12u2(I)+c22u2(L)+c32u2(ΔL)] (2)
式中[u(E)]——示值误差的测量不确定度;
[u(I)]——由被检电子吊秤示值带来的不确定度分量;
[u(L)]——由标准砝码带来的不确定度分量;
[u(ΔL)]——由附加标准砝码带来的不确定度分量。
[c1=?E/?L]=-1
[c2=?E/?I]=1
[c3=?E/?ΔL]=-1
令[uc=u(E)]、[u1=u(I)]、[u2=u(L)]、[u3=u(ΔL)]
所以(2)式简化为:
[uc2=u12+u22+u32] (3)
因在实际检测中附加标准砝码的值较小,对测量不确定度的影响很小,可以忽略不计。式(3)可简化为:
[uc2][=u12+u22]
5 各输入量的标准不确定度的评定
5.1标准不确定度的A类评定
电子吊秤测量重复性引起的标准不确定度分量u(P1)的评定
在最大秤量3000kg点连续进行10次测量,得到测量值(kg):
[P1]=[110i=110P1i]=2999.6kg
根据贝塞尔公式单次试验标准偏差:
[s=i=110(P1i-P1)2n-1]=0.11kg
[u(P1)]=0.11kg
5.2标准不确定度的B类评定
(1)电子吊秤旋转误差引起的标准不确定度分量[u(P2)]的评定
旋转测试时,将4/5最大秤量砝码放置在吊钩承载器上,顺时针旋转360°,每90°记录一次示值。然后逆时针方向旋转重复上述操作。旋转误差的最大差值绝对值为0.2kg,半宽为a=0.1kg。服从均匀分布,包含因子k=[3],可得:
[u(P2)=0.1kg3]=0.06kg
(2)电源电压变化引起的标准不确定度分量[u(P3)]的评定
电源电压在规定条件下变化可能会造成示值变化为0.2e,即0.2kg,半宽为a=0.1kg,服从均匀分布,包含因子k=[3],可得:
[u(P3)=0.1kg3]=0.06kg
(3)温度变化引起的标准不确定度[u(P4)]的评定
温度在规定条件下变化可能会造成示值变化为0.2e,即0.2kg,半宽为a=0.1kg,服从均匀分布,包含因子k=[3],可得:
[u(P4)=0.1kg3]=0.06kg
(4)分辩力引起的标准不确定度[u(P5)]的评定
检定分度值为1kg,但测试过程中采用闪变点方法来确定化整前的示值,可分辩到0.1kg,半宽为a=0.1kg,服从均匀分布,包含因子k=[3],可得:
[u(P5)=0.05kg3]=0.03kg
(5)砝码引起的标准不确定度[u(m)]的评定
本次试验使用准确度等级为M1等级的3个1t砝码,根据JJG 99-2006《砝码》,查表得到1t砝码允许误差为±50g,均匀分布,则由标准砝码引入的标准不确定度为:[u(m)=1503]=87g
6 合成标准不确定及扩展不确定度的评定
6.1标准不确定度汇总表
6.2合成标准不确定度的计算
各输入量彼此独立不相关,所以合成标准不确定度:
[uc(E)][=c1u(P)2+c2u(m)2]
[uc(E)=c1u(P1)+c1u(P2)+c1u(P3)+c1u(P4)+c1u(P5)+c2u(m)]
[=][0.112+0.062+0.062+0.062+0.032+0.092]=0.18kg
6.3扩展不确定度的评定
依据JJF1059-2012《测量不确定度评定与表示》的要求,通常取包含因子k=2。电子吊秤在3000kg秤量点的扩展不确定度:
[U=k×uc(E)]=2[×0.18]=0.36kg
7 测量不确定度的报告与表示
电子吊秤测量不确定度为:
[m]=3000kg,[U]=0.36kg,[k]=2
因电子吊秤在3000kg的最大允许误差[MPE=±1.5e][=±][1.5kg],[U<13MPE]因此本次检测结果的不确定度是可靠的。
电子吊秤是对于自由悬挂状态下的物品进行称量的衡器,而电子吊秤的检定是指在电子吊秤测量范围内测量其示值误差,即砝码作用于吊钩承载器上,载荷传递装置将作用于吊钩承载器砝码所产生的力传递到载荷测量装置上,借于传力机构及称重指示装置测量质量值,采用闪变点方法来确定化整前的示值。
2 测量过程简述
(1)测量依据:JJG539-1997
(2)测量环境条件:温度(-10℃~+40℃)。
(3)测量标准:M1等级砝码,测量范围:0kg~3000kg。
(4)被测对象:最大秤量3000kg,最小秤量20kg,检定分度值e=1kg,准确度等级为[],型号为OCS-3(直流供电)的电子吊秤。
3 数学模型:
[E=P-m=I+0.5e-Δm-m] (1)
式中:[E]——电子吊秤化整前的误差;
[P]——电子吊秤化整前的示值;
[I]——电子吊秤的示值;
[m]——标准砝码质量值;
[Δm]——附加的标准砝码质量值。
4 方差和灵敏系数
由(1)式得方差传播公式:
[u2(E)=c12u2(I)+c22u2(L)+c32u2(ΔL)] (2)
式中[u(E)]——示值误差的测量不确定度;
[u(I)]——由被检电子吊秤示值带来的不确定度分量;
[u(L)]——由标准砝码带来的不确定度分量;
[u(ΔL)]——由附加标准砝码带来的不确定度分量。
[c1=?E/?L]=-1
[c2=?E/?I]=1
[c3=?E/?ΔL]=-1
令[uc=u(E)]、[u1=u(I)]、[u2=u(L)]、[u3=u(ΔL)]
所以(2)式简化为:
[uc2=u12+u22+u32] (3)
因在实际检测中附加标准砝码的值较小,对测量不确定度的影响很小,可以忽略不计。式(3)可简化为:
[uc2][=u12+u22]
5 各输入量的标准不确定度的评定
5.1标准不确定度的A类评定
电子吊秤测量重复性引起的标准不确定度分量u(P1)的评定
在最大秤量3000kg点连续进行10次测量,得到测量值(kg):
[P1]=[110i=110P1i]=2999.6kg
根据贝塞尔公式单次试验标准偏差:
[s=i=110(P1i-P1)2n-1]=0.11kg
[u(P1)]=0.11kg
5.2标准不确定度的B类评定
(1)电子吊秤旋转误差引起的标准不确定度分量[u(P2)]的评定
旋转测试时,将4/5最大秤量砝码放置在吊钩承载器上,顺时针旋转360°,每90°记录一次示值。然后逆时针方向旋转重复上述操作。旋转误差的最大差值绝对值为0.2kg,半宽为a=0.1kg。服从均匀分布,包含因子k=[3],可得:
[u(P2)=0.1kg3]=0.06kg
(2)电源电压变化引起的标准不确定度分量[u(P3)]的评定
电源电压在规定条件下变化可能会造成示值变化为0.2e,即0.2kg,半宽为a=0.1kg,服从均匀分布,包含因子k=[3],可得:
[u(P3)=0.1kg3]=0.06kg
(3)温度变化引起的标准不确定度[u(P4)]的评定
温度在规定条件下变化可能会造成示值变化为0.2e,即0.2kg,半宽为a=0.1kg,服从均匀分布,包含因子k=[3],可得:
[u(P4)=0.1kg3]=0.06kg
(4)分辩力引起的标准不确定度[u(P5)]的评定
检定分度值为1kg,但测试过程中采用闪变点方法来确定化整前的示值,可分辩到0.1kg,半宽为a=0.1kg,服从均匀分布,包含因子k=[3],可得:
[u(P5)=0.05kg3]=0.03kg
(5)砝码引起的标准不确定度[u(m)]的评定
本次试验使用准确度等级为M1等级的3个1t砝码,根据JJG 99-2006《砝码》,查表得到1t砝码允许误差为±50g,均匀分布,则由标准砝码引入的标准不确定度为:[u(m)=1503]=87g
6 合成标准不确定及扩展不确定度的评定
6.1标准不确定度汇总表
6.2合成标准不确定度的计算
各输入量彼此独立不相关,所以合成标准不确定度:
[uc(E)][=c1u(P)2+c2u(m)2]
[uc(E)=c1u(P1)+c1u(P2)+c1u(P3)+c1u(P4)+c1u(P5)+c2u(m)]
[=][0.112+0.062+0.062+0.062+0.032+0.092]=0.18kg
6.3扩展不确定度的评定
依据JJF1059-2012《测量不确定度评定与表示》的要求,通常取包含因子k=2。电子吊秤在3000kg秤量点的扩展不确定度:
[U=k×uc(E)]=2[×0.18]=0.36kg
7 测量不确定度的报告与表示
电子吊秤测量不确定度为:
[m]=3000kg,[U]=0.36kg,[k]=2
因电子吊秤在3000kg的最大允许误差[MPE=±1.5e][=±][1.5kg],[U<13MPE]因此本次检测结果的不确定度是可靠的。