数字指示秤示值误差的不确定度评定

1 概述

1.1 测量依据：JJG539—1997《数字指示秤检定规程》。

1.2.评定依据：JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》。

1.3 测量环境条件：温度和湿度没有特别要求，一般为常温。

1.4 测量标准：由标准砝码M2级和F2级组合，见表1

表1  标准砝码组合

设备名称	技术性能
	测量范围	技术指标
砝码	(0～2000)kg,其中20 kg/个，100个， （10kg、5kg、2kg、1kg）/个，各5个	M2级
砝码	1mg～500g的砝码组	F2级

这些组合砝码经顺德质量技术监督检测所检定合格，在检定有效期内。

1.5 被测对象：    

设备名称	测量范围	准确度等级	分度值
数字指示秤	（0～3）kg		1g
数字指示秤	（0～6）kg		2g
数字指示秤	（0～15）kg		5g
数字指示秤	（0～30）kg		10g
数字指示秤	（0～60）kg		20g
数字指示秤	（0～100）kg		20g
数字指示秤	（0～150）kg		50g
数字指示秤	（0～500）kg		100g
数字指示秤	（0～1000）kg		200g
数字指示秤	（0～2000）kg		500g

1.6 测量方法：采用标准砝码直接测量数字指示秤各技术参数（各载荷点）的示值,可得数字指示秤示值与标准砝码之差，即为数字指示秤的示值误差。

1.7 评定结果的使用：在符合或十分接近上述条件下数字指示秤的示值误差的不确定度，可直接使用本不确定度的评定结果。

2 测量模型

2.1 示值误差：

 = -

式中 :   — 电子秤示值误差，kg；

— 电子秤示值，kg；

— 标准砝码值，kg。

2.2 方差和灵敏系数：

根据      

于是      

式中        

 

3 不确定度来源

数字指示秤示值误差的不确定度来源主要有: 

3.1  数字指示秤测量重复性引入的标准不确定度分量；

3.2  偏载测量引起的的标准不确定度；

3.3  数字指示秤分辨力引入的标准不确定度分量；

3.4  标准砝码最大允许误差引入的标准不确定。

4 示值误差不确定度评定

以顺德华普电子公司生产的数字指示秤为例，型号为TCS-2000，量程为（0～2000）kg，准确度等级为级，校准分度值500g。测量范围（0～500）kg，最大允许误差为±1.0e；测量范围（500～2000)kg，最大允许误差为±2.0e。

4.1电子秤示值测量重复性引入的标准不确定度分量  

     用固定砝码在重复性条件下,对电子秤的100kg这个测量点，进行10次连续测量，得到测量列100.00kg,100.00kg,100.00kg,100.00kg,100.00kg,100.00kg,100.00kg,100.00kg,100.00kg,100.00kg, 平均值为：

单次实验标准差：

平时实际操作做一个循环，所以：

4. 2电子秤的偏载误差引起的标准不确定度分项的评定

电子秤进行偏载校准时，用最大量程1/3的砝码，放置在1/4秤台面积中，最大值与最小值之差一般不会超过相应秤量的允许误差值，100kg砝码在第一拐点里，即±0.5kg,区间半宽为0.5kg。一般取其误差为偏载校准时的1/3，并服从均匀分布，包含因子k= 可得  

==96.23（g）

4.3 电子秤分辨力引入的标准不确定度分量，采用B类方法评定。

该电子秤实际分度值g，区间半宽a＝d/2＝250g，服从均匀分布， =，天平分辨力引入的标准不确定度分量为：

＝144.34（g）

4.4 电子天平在20g测量点示值引入的标准不确定度分量：

 由于、、互不相关。所以

4.5 标准砝码示值误差引入的标准不确定，采用B类方法评定。

所使用的M2级标准砝码在100kg载荷点，对应砝码最大允许误差MPE=±16g，区间半宽＝16g,服从均匀分布，包含因子k= 

4.5 在100kg载荷点示值误差合成标准不确定度

由于、互不相关

=

4.6 示值误差扩展不确定度

取包含因子=2， 

=347.46(g)

4.7合成标准不确度，扩展不确定度汇总

         表2

标准不确定度分量		不确定度来源	类型	不确定度	灵敏系数
		测量重复性引入	A	173.48g	1
		偏载引入	B
		分辨力引入	B
		标准砝码引入	B	9.24g	-1

4.8 对各载荷点示值误差的不确度评定结果与对应的最大允许误差比较判定汇总

在（0～250）kg段，即 0≤m≤250kg，最大允许误差为±1.0e（±0.5kg）,（250～1000）kg段，即250＜m≤1000kg,  最大允许误差为±2.0e（±1kg）,（1000～2000）kg段，即1000＜m≤2000kg,  最大允许误差为±3.0e（±1.5kg）。

同理，按以上步骤，对各载荷点做同样测量，数据如下：

表3

载荷点

各不确定度		10kg(20e 最小称量点)	100kg	250kg （拐点）	500kg	1000kg (拐点)	1500kg	2000kg （最大称量点）
砝码MPE（±g）		1.6	16	20.62	80	160	178.	300
（g）		0	0	0	0	0	0	0
		96.23	96.23	96.23	192.46	192.46	288.68	288.68
		144.34	144.34	144.34	144.34	144.34	144.34	144.34
(g)		0.92	9.24	11.90	41.16	92.32	103.22	173.21
(g)		173.48	173.72	173.88	244.07	257.68	338.86	366.29
U(g)		347	348	348	4	516	678	733
电子秤MPE（±kg）		±0.5	±0.5	±0.5	±1	±1	±1.5	±1.5

    其他电子秤，方法一样，具体如下：

1)、 量程为（0～3000）g，准确度等级为级，校准分度值1g的电子秤，在（0～500）g段，即 0≤m≤500g，最大允许误差为±1.0e（±1g）,（500～2000）g段，即500＜m≤2000g,  最大允许误差为±2.0e（±2g），（2000～3000）g段，即2000＜m≤3000g,  最大允许误差为±3.0e（±3g）。选用的砝码为F2级组合。

载荷点

各不确定度		20g(20e 最小称量点)	250g	500g （拐点）	1000g	2000g (拐点)	2500g	3000g （最大称量点）
砝码MPE（±mg）		8.0	31.62	80	160	300	310.48	340
（mg）		0	0	0	0	0	0	0
		192.46	192.46	192.46	384	384	576	576
		290	290	290	290	290	290	290
(mg)		4.62	18.24	46.16	92.32	173.1	179.15	196.18
(mg)		348.08	348.53	351.1	490.0	511.39	669.3	674.1
U(g)		0.7	0.7	0.7	0.98	1.02	1.34	1.35
电子秤MPE（g）		±1	±1	±1	±2	±2	±3	±3

2)、 量程为（0～6000）g，准确度等级为级，校准分度值2g的电子秤，在（0～1000）g段，即 0≤m≤1000g，最大允许误差为±1.0e（±2g）,（1000～4000）g段，即1000＜m≤4000g,  最大允许误差为±2.0e（±4g），（4000～6000）g段，即4000＜m≤6000g,  最大允许误差为±3.0e（±6g）。选用的砝码为F2级组合。

载荷点

各不确定度		40g(20e 最小称量点)	500g	1000g （拐点）	2000g	4000g (拐点)	5000g	6000g （最大称量点）
砝码MPE（±mg）		0.35	80	160	300	424.26	800	815.84
（mg）		0	0	0	0	0	0	0
		384	384	384	768	768	1152	1152
		580	580	580	580	580	580	580
(mg)		0.2	46.16	92.32	173.1	244.8	461.6	470.74
(mg)		695.6	697.13	701.7	977.85	993.05	1370	1373
U(g)		1.39	1.394	1.4	1.96	1.99	2.74	2.75
电子秤MPE（±g）		±2	±2	±2	±4	±4	±6	±6

3)、 量程为（0～15）kg，准确度等级为级，校准分度值5g的电子秤，在（0～2.5）kg段，即 0≤m≤2.5kg，最大允许误差为±1.0e（±5g）,（2.5～10）kg段，即2.5＜m≤10kg,  最大允许误差为±2.0e（±10g），（10～15）kg段，即10＜m≤15kg,  最大允许误差为±3.0e（±15g）。选用的砝码为F2级组合和M2级组合。

载荷点

各不确定度		100g(20e 最小称量点)	1kg	2.5kg （拐点）	5kg	10kg （拐点）	12kg	15kg （最大称量点）
F2级砝码MPE（±mg） M2级砝码MPE（±mg）		0.0016	0.16	0.31	0.8	1.6	1.63	1.79
（mg）		0	0	0	0	0	0	0
		0.96	0.96	0.96	1.92	1.92	2.88	2.88
		1.45	1.45	1.45	1.45	1.45	1.45	1.45
(mg)		0.001	0.092	0.179	0.462	0.923	0.94	1.033
(mg)		1.739	1.74	1.748	2.45	2.58	3.36	3.39
U(g)		3.48	3.48	3.5	4.9	5.16	6.72	6.78
电子秤MPE（g）		±5	±5	±5	±10	±10	±15	±15

4)、 量程为（0～30）kg，准确度等级为级，校准分度值10g的电子秤，在（0～5）kg段，即 0≤m≤5kg，最大允许误差为±1.0e（±10g）,（5～20）kg段，即5＜m≤20kg,  最大允许误差为±2.0e（±20g），（20～30）kg段，即20＜m≤30kg,  最大允许误差为±3.0e（±30g）。选用的砝码为F2级组合和M2级组合。

载荷点

各不确定度		200g(20e 最小称量点)	2kg	5kg （拐点）	10kg	20kg （拐点）	25kg	30kg （最大称量点）
F2级砝码MPE（±mg） M2级砝码MPE（±mg）		0.003	0.3	0.8	1.6	3	3.1	3.4
（mg）		0	0	0	0	0	0	0
		1.92	1.92	1.92	3.84	3.83	5.76	5.76
		2.9	2.9	2.9	2.9	2.9	2.9	2.9
(mg)		0.002	0.17	0.46	0.92	1.73	1.79	1.96
(mg)		3.48	3.48	3.51	4.9	5.11	6.69	6.74
U(g)		6.96	6.96	7.02	9.8	10.22	13.38	13.48
电子秤MPE（g）		±10	±10	±10	±20	±20	±30	±30

5)、 量程为（0～60）kg，准确度等级为级，校准分度值20g的电子秤，在（0～10）kg段，即 0≤m≤10kg，最大允许误差为±1.0e（±20g）,（10～40）kg段，即10＜m≤40kg,  最大允许误差为±2.0e（±40g），（40～60）kg段，即40＜m≤60kg,  最大允许误差为±3.0e（±60g）。选用的砝码为F2级组合和M2级组合。

载荷点

各不确定度		400g(20e 最小称量点)	5kg	10kg （拐点）	20kg	40kg （拐点）	50kg	60kg （最大称量点）
F2级砝码MPE（±mg） M2级砝码MPE（±mg）		0.004	0.8	1.6	3	4.24	8	8.16
（mg）		0	0	0	0	0	0	0
		3.84	3.84	3.84	7.68	7.68	11.52	11.52
		5.8	5.8	5.8	5.8	5.8	5.8	5.8
(mg)		0.002	0.462	0.923	1.731	2.446	4.616	4.708
(mg)		6.96	6.97	7.02	9.78	9.93	13.70	13.73
U(g)		13.92	13.94	14.04	19.56	19.86	27.40	27.46
电子秤MPE（g）		±20	±20	±20	±40	±40	±60	±60

6)、 量程为（0～100）kg，准确度等级为级，校准分度值20g的电子秤，在（0～20）kg段，即 0≤m≤20kg，最大允许误差为±1.0e（±20g）,（20～80）kg段，即20＜m≤80kg,  最大允许误差为±2.0e（±40g），（80～100）kg段，即80＜m≤100kg,  最大允许误差为±3.0e（±60g）。选用的砝码为F2级组合和M2级组合。

载荷点

各不确定度		400g(20e 最小称量点)	10kg	20kg （拐点）	50kg	80kg （拐点）	90kg	100kg （最大称量点）
F2级砝码MPE（±g） M2级砝码MPE（±g）		0.004	1.6	3	8	8.54	9.06	16
（mg）		0	0	0	0	0	0	0
		3.84	3.84	3.84	7.68	7.68	11.52	11.52
		5.8	5.8	5.8	5.8	5.8	5.8	5.8
(mg)		0.002	0.92	1.73	4.62	4.93	5.23	9.23
(mg)		6.96	7.02	7.17	10.68	10.81	13.92	15.86
U(g)		13.92	14.04	14.34	21.36	21.62	27.84	31.72
电子秤MPE（g）		±20	±20	±20	±40	±40	±60	±60

7)、 量程为（0～150）kg，准确度等级为级，校准分度值50g的电子秤，在（0～25）kg段，即 0≤m≤25kg，最大允许误差为±1.0e（±50g）,（25～100）kg段，即25＜m≤100kg,  最大允许误差为±2.0e（±100g），（100～150）kg段，即100＜m≤150kg,  最大允许误差为±3.0e（±150g）。选用的砝码为F2级组合和M2级组合。

载荷点

各不确定度		1kg(20e 最小称量点)	10kg	25kg （拐点）	50kg	100kg （拐点）	120kg	150kg （最大称量点）
M2级砝码MPE（±g）		0.16	1.6	3.1	8	16	16.3	17.9
（mg）		0	0	0	0	0	0	0
		9.6	9.6	9.6	19.2	19.2	28.8	28.8
		14.5	14.5	14.5	14.5	14.5	14.5	14.5
(g)		0.09	0.92	1.79	4.62	9.23	9.41	10.33
(g)		17.39	17.41	17.48	24.5	25.77	33.59	33.86
U(g)		34.78	34.82	34.96	49	51.54	67.18	67.72
电子秤MPE（g）		±50	±50	±50	±100	±100	±150	±150

8)、 量程为（0～500）kg，准确度等级为级，校准分度值100g的电子秤，在（0～50）kg段，即 0≤m≤50kg，最大允许误差为±1.0e（±100g）,（50～200）kg段，即50＜m≤200kg,  最大允许误差为±2.0e（±200g），（200～500）kg段，即200＜m≤500kg,  最大允许误差为±3.0e（±300g）。选用的砝码为M2级组合。

载荷点

各不确定度		2kg(20e 最小称量点)	20kg	50kg （拐点）	100kg	200kg （拐点）	300kg	500kg （最大称量点）
M2级砝码MPE（±g）		0.3	3	8	16	30	34	80
（mg）		0	0	0	0	0	0	0
		19.2	19.2	19.2	38.4	38.4	57.6	57.6
		29	29	29	29	29	29	29
(g)		0.17	1.73	4.62	9.23	17.31	19.62	46.16
(g)		34.78	34.82	35.09	49.0	51.13	67.4	79.3
U(g)		69.56	69.	70.18	98	102.26	134.8	158.6
电子秤MPE（g）		±100	±100	±100	±200	±200	±300	±300

9)、 量程为（0～1000）kg，准确度等级为级，校准分度值200g的电子秤，在（0～100）kg段，即 0≤m≤100kg，最大允许误差为±1.0e（±200g）,（100～400）kg段，即100＜m≤400kg,  最大允许误差为±2.0e（±400g），（400～1000）kg段，即400＜m≤1000kg,  最大允许误差为±3.0e（±600g）。选用的砝码为F2级组合和M2级组合。

载荷点

各不确定度		4kg(20e 最小称量点)	50kg	100kg （拐点）	200kg	400kg （拐点）	700kg	1000kg （最大称量点）
M2级砝码MPE（±g）		0.42	8	16	30	42.43	85.44	160
（g）		0	0	0	0	0	0	0
		38.4	38.4	38.4	76.8	76.8	115.2	115.2
		58	58	58	58	58	58	58
(g)		0.24	4.62	9.23	17.31	24.48	49.3	92.32
(g)		69.56	69.69	70.17	97.78	99.3	138.1	158.6
U(g)		139.12	139.38	140.34	195.56	198.6	276.2	317.2
电子秤MPE（g）		±200	±200	±200	±400	±400	±600	±600

5  校准和测量能力(CMC)

     校准环境条件在常温下，准确度等级为级的电子秤，该项目的CMC为：(20～2000) kg ，U=(0.7～733)g(k=2)。

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执行时间：  2014年 05月01日

修订时间：  2014 年05月01日下载本文