電子汽車衡檢定與不確定度分析

1、<p>　　電子汽車衡檢定與不確定度分析</p><p>　　摘要：本文分析電子汽車衡檢定與規(guī)程要求的差距，探討電子汽車衡檢定不確定度，旨在為有關(guān)電子汽車衡檢定工作提供參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：電子汽車衡 檢定 不確定度 </p><p><b>　　前 言 </b></p><p>　　2003年

2、12--2012年12月期間，筆者擔(dān)任計(jì)量助理工程師主持電子汽車衡檢定873臺(tái)次，電子汽車衡修理257臺(tái)次，安裝電子汽車衡17臺(tái)次，受檢率為100%，修理后合格率為100%，在實(shí)際工作中，筆者時(shí)刻保持公正立場(chǎng)，一切業(yè)務(wù)工作都嚴(yán)格按照《計(jì)量法》及其他有關(guān)的法律法規(guī)的規(guī)定進(jìn)行，本著公平、公正的原則，努力為客戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，在工作中總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)，為了進(jìn)一步促進(jìn)電子汽車衡檢定工作的總體水平，筆者針對(duì)實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)的種種問題，分析電子汽車衡檢

3、定與規(guī)程要求的差距，探討電子汽車衡檢定不確定度，具有現(xiàn)實(shí)意義。 </p><p>　　1、電子汽車衡檢定與規(guī)程要求的差距 </p><p>　　1.1 在《 數(shù)字指示秤檢定規(guī)程JJG 539-1997》中，重復(fù)性測(cè)試、稱量測(cè)試、鑒別力測(cè)試均需要測(cè)試最大稱量，目前一些檢定機(jī)構(gòu)只具備5-10t的砝碼，使用這些砝碼無法按照《規(guī)程》去檢定一臺(tái)30t以上電子汽車衡。 </p><

4、p>　　1.2 即便是檢定機(jī)構(gòu)具有足夠的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，從經(jīng)濟(jì)與效益角度考慮也很難運(yùn)往檢定現(xiàn)場(chǎng)。 </p><p>　　1.3 針對(duì)100t電子汽車衡，《JJG 539-1997 數(shù)字指示秤檢定規(guī)程》中要求有5個(gè)測(cè)試點(diǎn)，即最小稱量、500e、50%最大稱量、2000e、最大稱量，按照e為20kg來計(jì)算，那么5個(gè)測(cè)試點(diǎn)需要使用砝碼的總量將非常龐大，從經(jīng)濟(jì)與效益角度考慮一些檢定機(jī)構(gòu)很難按照《規(guī)程》去檢定。。 <

5、/p><p>　　1.4 依據(jù)《JJG 539-1997 數(shù)字指示秤檢定規(guī)程》中的規(guī)定，在確定重復(fù)性誤差時(shí)，要采用約為50%最大稱量的砝碼，將其在承載器上施加3次，如果確定100t電子汽車衡的重復(fù)性誤差，需要在承載器上施加150t砝碼，工作量十分巨大，從經(jīng)濟(jì)與效益角度考慮一些檢定機(jī)構(gòu)很難按照《規(guī)程》去檢定。 </p><p>　　1.5 《數(shù)字指示秤檢定規(guī)程JJG 539-1997 》沒有對(duì)衡

6、器進(jìn)行檢定不確定度分析從而使檢定結(jié)果缺乏科學(xué)性。 </p><p>　　2、電子汽車衡檢定不確定度分析 </p><p><b>　　2.1 檢定條件 </b></p><p>　　根據(jù)《 數(shù)字指示秤檢定規(guī)程JJG 539-1997》實(shí)施檢定，檢定對(duì)象為SCS-20型電子汽車衡，該種電子汽車衡的最大稱量為20t，e為10kg。 </p&g

7、t;<p><b>　　2.2 檢定方法 </b></p><p>　　從零點(diǎn)開始加載砝碼，按照由小到大的順序直至最大稱量，之后采用同樣的方法卸載砝碼，回到零點(diǎn)，示值誤差即為分段示值與標(biāo)準(zhǔn)砝碼的差值，根據(jù)《JJG 539-1997 數(shù)字指示秤檢定規(guī)程》，共選取5個(gè)稱量點(diǎn)，最小稱量、500e、50%最大稱量、2000e、最大稱量。 </p><p><

8、;b>　　2.3 數(shù)學(xué)模型 </b></p><p>　　根據(jù)《 數(shù)字指示秤檢定規(guī)程JJG 539-1997》，化整前修整誤差計(jì)算公式為： </p><p>　　Ec=E-Eo=I+0.5e-△m-m-Eo </p><p><b>　　因此可以得出： </b></p><p>　　I=m+Ec+Eo+

9、△m-0.5e </p><p>　　其中，I代表數(shù)字指示秤顯示的示值，m代表標(biāo)準(zhǔn)砝碼標(biāo)稱值，Ec代表化整前的誤差，Eo代表零點(diǎn)誤差，△m代表附加小砝碼，e代表電子汽車衡分度值。 </p><p>　　考慮到檢定設(shè)備、人員、環(huán)境、被檢設(shè)備、檢定方法等因素的影響，不確定度的來源主要有以下幾個(gè)方面： </p><p>　　u1--標(biāo)準(zhǔn)砝碼；u2--檢定重復(fù)性；u3--零

10、點(diǎn)誤差；u4--電子秤偏載誤差；u5--電源電壓；u6--水平調(diào)正誤差及溫度影響誤差。 </p><p>　　2.4 標(biāo)準(zhǔn)砝碼引起的不確定度 </p><p>　　根據(jù)《 數(shù)字指示秤檢定規(guī)程JJG 539-1997》，及《砝碼檢定規(guī)程 JJG99-2006》 </p><p>　　M1級(jí)砝碼25kg的擴(kuò)展不確定度為183g，置信率為99.73%，正態(tài)分布，查表可知k

11、為3，得出標(biāo)準(zhǔn)砝碼引起的不確定度： </p><p>　　u1 =u （m） = uP/kP = 183/3 = 61g=0.06kg </p><p>　　2.5 檢定重復(fù)性引起的不確定度 </p><p>　　電子汽車衡檢定重復(fù)性通過獨(dú)立重復(fù)檢定來確定，對(duì)電子汽車衡重復(fù)檢定20次，得到一組檢定誤差（-1.0kg，-1.0kg，-0.5kg，-1.0kg，-1.0

12、kg，-1.0kg，-0.5kg，-1.0kg-1.0kg，-1.0kg，-1.0kg，-1.0kg，-0.5kg，-1.0kg，-1.0kg，-0.5kg，-1.0kg，-1.0kg，-1.0kg，-0.5kg，）檢定結(jié)果采用A類評(píng)定，檢定結(jié)果用Ec表示，殘差用v來表示，運(yùn)用貝塞爾公式計(jì)算得出：∑Ec= （-1.0×15）+（-0.5×5） = -17.5 ∑V= 0 ∑v2 = 0.9375 平均Ec = -17

13、.5/20 = -0.875kg </p><p>　　因此檢定重復(fù)性引起的不確定度為： </p><p>　　u2 = ∑ （Eci- ） 2 = 0.0497kg≈0.05kg </p><p>　　2.6 零點(diǎn)誤差的不確定度 </p><p>　　由于Ec中已經(jīng)包括零點(diǎn)誤差因素，因此零點(diǎn)誤差（u3）的不確定度已經(jīng)包含在檢定重復(fù)性引起的不

14、確定（u2）中，可忽略不計(jì)。即： </p><p><b>　　u3=0 </b></p><p>　　2.7電子汽車衡偏載誤差引起的不確定度 </p><p>　　在偏載試驗(yàn)中，采用1/3最大稱量的砝碼，將其放在秤臺(tái)1/4面積中，允許誤差d=5kg即最大值與最小值之間的差值≤5kg，在實(shí)際測(cè)量時(shí)，假設(shè)實(shí)際測(cè)量時(shí)偏載誤差為檢定誤差的1/3，滿足

15、均勻分布，且包含因子：k= </p><p>　　因此，電子汽車衡偏載誤差引起的不確定度為： </p><p>　　u4 = 5.0/（3× ）=0.96kg </p><p>　　2.8電源電壓引起的不確定度 </p><p>　　電源電壓變化可能會(huì)導(dǎo)致示值波動(dòng)0.2e，0.2e=2.0kg，假設(shè)半寬度a為2kg，滿足均勻分布，且

16、包含因子：k= </p><p>　　電源電壓引起的不確定度即為： </p><p>　　u5 = 2.0/ = 1.15kg </p><p>　　2.9水平和溫度引起的不確定度 </p><p>　　目前，電子汽車衡秤顯示儀表和傳感器的制作材料、制作工藝都不斷提升，通常情況下，溫度的影響可以忽略不計(jì)，而電子汽車衡水平因素導(dǎo)致的不確定度同樣

17、以0.1e進(jìn)行檢定，即儀表分辨力為1kg，按均勻分布考慮，取k= 即有： </p><p>　　u6 =1/ =0.58kg </p><p>　　2.10 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 </p><p>　　由于電子汽車衡檢定不確定度的來源各不相干，根據(jù)《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示JJF 1059-1999 》，因此電子汽車衡的檢定合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為： </p>&

18、lt;p><b>　　uC= = </b></p><p>　　=1.608kg≈1.61kg </p><p>　　擴(kuò)展不確定度U95 =3uC=3×1.61 = 4.83 kg </p><p><b>　　3、總結(jié) </b></p><p>　　隨著我縣煤炭水泥糧食等行業(yè)經(jīng)濟(jì)水

19、平的不斷發(fā)展，大宗商品貿(mào)易日益增多，而電子汽車衡對(duì)確保大宗商品貿(mào)易結(jié)算的準(zhǔn)確性起著非常重要的作用，為了進(jìn)一步規(guī)范我縣電子汽車衡的使用和檢定管理，維護(hù)企業(yè)和消費(fèi)者的合法權(quán)益，提高電子汽車衡的科學(xué)化、規(guī)范化管理，根據(jù)《中華人民共和國計(jì)量法》第九條的要求，2004年已來我縣質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局對(duì)縣內(nèi)所有在用電子汽車衡開展了專項(xiàng)檢查。筆者按照國家《計(jì)量法》中的相關(guān)規(guī)定，負(fù)責(zé)維護(hù)全縣最高的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、社會(huì)公用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)及量值傳遞渠道，依法執(zhí)行強(qiáng)制檢定與其他

20、檢定任務(wù)，在日常工作中，筆者總結(jié)出了一些經(jīng)驗(yàn)，目前大型電子汽車衡的應(yīng)用越來越廣泛，各級(jí)檢定機(jī)構(gòu)應(yīng)該重新配置砝碼，加強(qiáng)運(yùn)輸能力，并且應(yīng)該從設(shè)備、人員、環(huán)境、檢定方法等方面綜合考慮，保證檢定結(jié)果的可靠性。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　4.1 《中華人民共和國計(jì)量法》 </p><p>　　4.2《 數(shù)字指示