1 概述

1.1 電子汽車衡測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定依據(jù)

JJG539-2016《數(shù)字指示秤檢定規(guī)程》

JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》

JJG99-2006《砝碼檢定規(guī)程》

1.2 被檢對(duì)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(jí)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(shí)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(cè)量不確定度來(lái)源分析及計(jì)算

測(cè)量不確定度的來(lái)源須根據(jù)實(shí)際測(cè)量情況進(jìn)行具體分析, 應(yīng)從測(cè)量?jī)x器、測(cè)量環(huán)境、測(cè)量人員、測(cè)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(lái)源分析如下:

(1) 化整前的示值P的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來(lái)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(duì)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(gè)分度值, 此時(shí), 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(diǎn)進(jìn)行10次連續(xù)測(cè)量, 化整前的示值 (p1～p10) 分別為60006kg, 60004kg, 60000kg, 59998kg, 59996kg, 60000kg, 59998kg, 60000kg, 59998kg, , 59998kg。

測(cè)量中的失誤或突發(fā)因素不屬于測(cè)量不確定度來(lái)源, 在測(cè)量不確定度評(píng)定中, 應(yīng)刷除測(cè)得值中的異常值, 本次評(píng)定采用拉格布斯準(zhǔn)則來(lái)檢驗(yàn)p1～p10中是否有異常值。

p1～p10中殘差絕對(duì)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(cè)量數(shù)據(jù)中沒(méi)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(shí), 對(duì)于承載器支撐點(diǎn)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(gè)支撐點(diǎn)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(shí)驗(yàn)時(shí)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(cè)量結(jié)果測(cè)量過(guò)程中放置砝碼的位置較為注意, 因此實(shí)際偏載引入的誤差遠(yuǎn)比偏載實(shí)驗(yàn)的最大允許誤差小, 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般只有偏載實(shí)驗(yàn)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(píng)定的信息來(lái)源于經(jīng)驗(yàn)估計(jì), 所以認(rèn)為準(zhǔn)確性有80%, 因而其相對(duì)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(cè)試過(guò)程是通過(guò)逐漸施加0.1e砝碼直至汽車衡示值明顯增加一個(gè)分度值的方法確定的, 因此分辨力δx為0.1e即2kg。對(duì)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(píng)定采用B類評(píng)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(lái)源可靠故, 自由度μδx=∞

3.1.4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度μ (P) 的計(jì)算

被測(cè)儀器的分辨力會(huì)對(duì)測(cè)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(cè)儀器的分辨力所引起的不確定度分量[μδx=0.58kg]時(shí), 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(dú)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(jí)III, 故用M1級(jí)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(gè)砝碼的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量:

測(cè)量60t秤量點(diǎn)時(shí)用1t標(biāo)準(zhǔn)砝碼60個(gè), 各砝碼在量值傳遞是用同一套計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)傳遞的, 在采用組合的標(biāo)準(zhǔn)砝碼時(shí), 可以認(rèn)為這60個(gè)獨(dú)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(shí)驗(yàn)室檢定砝碼來(lái)源可靠, 一般認(rèn)為準(zhǔn)確性有90%, 因而其相對(duì)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(jì)算過(guò)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(cè)量過(guò)程中只用到10個(gè)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(jì)。

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

本次測(cè)量過(guò)程將溫度、濕度等環(huán)境影響量控制在JJG539-2016《數(shù)字指示秤檢定規(guī)程》要求的范圍內(nèi), 因此工作環(huán)境條件變化引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量μ1可以忽略不計(jì)。

4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度μ (E) 的計(jì)算

5 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

取置信度95%, 按有效自由度查t分布表得:

所以, 本SCS-120型電子汽車衡在60T載荷點(diǎn)處擴(kuò)展不確定度結(jié)果為U95=4.6kg, veff= (E) =50。