电子天平不确定度(例)(完成)

电子天平测量结果不确定度评定报告编号：1 概述1.1 测量依据：JJG 1036-2008《电子天平检定规程》（电子天平部分）；1.2 测量标准：E2级标准砝码装置，出厂编号968，根据JJG 99-2006《砝码检定规程》中给出100g砝码的扩展不确定度不大于0.053mg，包含因子k=2；1.3 环境条件：温度23℃，相对湿度31 %；1.4 测量对象：电子天平100g/0.1mg，型号AB104-S，出厂编号1128422995；1.5 测量过程：检定方法属直接测量法，标准砝码与电子天平示值之差为电子天平示值误差。

2 不确定度来源分析2.1 输入量m的标准不确定度u(m)，包括：2.1.1 被检天平测量重复性的标准不确定度u1(m)；2.1.2 电子天平的分辨力引入的标准不确定度u2(m)；2.1.3 由温度不稳定及振动等引入的标准不确定度u3(m)；2.2 由标准砝码本身的误差引入的标准不确定度u(m B)。

3 数学模型Δm = m —m B式中：Δm——电子天平示值误差；m——电子天平示值；m B——标准砝码值。

但实际上考虑电子天平的示值与上述不确定度来源中的被检天平的测量重复性、电子天平的分辨力及环境温度的不稳定和振动等影响因素有关，故在测量不确定度评定中必须考虑这三个附加因素的影响，考虑到上述不确定度来源，于是数学模型成为：Δm = m ×f重复性×f分辨力×f温度、振动—m B4 输入量的标准不确定度评定4.1 输入量m的标准不确定度分量u(m)的评定4.1.1 重复性测量被检天平测量重复性的标准不确定度u1(m)，可以通过连续测量得到测量列，采用A 类方法评定:以100g为天平最大称量点，进行n=10次重复测量，测得结果如表1所示。

表1 测量数列其平均值为：100.0004 g可用贝塞尔公式计算得：u1(m) = s（x i）= 0. 071mg自由度：υ(m1) =（n-1）= 94.1.2 分辨力电子天平的分辨力引入的不确定度u2(m) ，我们采用标准不确定度的B类评定方法，我们所采用的天平的分辨力为0.1mg，根据经验，数字式测量仪器的分辨力导致的不确定度一般可以近似地估计为矩形分布（均匀分布），矩形分布k，所以有u2（m）=a/k= 0.05自由度为υ(m 2) = ∞4.1.3温度不稳定及振动等引起示值不确定度u3 (m)，由于实验室在采用砝码校准的过程中完全采用计量标准规定的方法要求，环境温度的控制、周围振动等影响在此予以忽略。

电子天平测量结果不确定度评定实例1.概述1.1测量依据：JJF1847-2020 《电子天平校准规范》1.2 环境条件：温度最大变化不超过1℃。

相对湿度最大不超过10%1.1测量标准：F1、F2砝码1.4被测对象：实际分度值0.0001g，最大量程100g的电子天平1.5测量模型为：E＝I-m r e f2.1 标准不确定度评定2.1.1 空载示值的化整误差引起的标准不确定度u（δI0）δI0表示空载示值的化整误差。

其区间半宽度为d0/2；服从矩形分布，其标准不确定度为：u（δI0）＝d L/2√3=0.1×10-3g/2√3＝0.000 029 g2.1.2 加载示值的化整误差引起的标准不确定度u（δI digL）δI digL表示加载时的示值误差。

其区间半宽度为d L/2,服从矩形分布，其标准不确定度为：u(δI digL)＝d L/2√3＝0.1×10-3g/2√3＝0.000 029 g2.1.3 重复性引起的标准不确定度u（δI rep）δI rep表示天平的重复性误差。

测量值见表2.表2重复性测量值u（δI rep）＝s（I j）＝0.000 075 g2.1.4同一载荷在不同位置的重心偏离引起的标准不确定度u（δI ecc）δI ecc表示由于试验载荷重心的偏离引起的误差，见表3。

表3载荷在不同位置的测量值按照8.3确定的最大差值，其标准不确定度为：u（δI ecc）＝I∣ΔI ecci∣max/(2L ecc√3）＝100.000 3 g×0.000 2 g/（2×50g×√3）=0.000 115 g2.1.5 示值的标准不确定度示值的标准不确定度通过以下公式获得:u2（I）＝u2（δI0）+u2（δI digL）+u2（δI rep）+u2（δI ecc）＝d02/12 + d I2/12 + u2（δI rep）+ u2（δI ecc）＝（0.000 029 g）2+（0.000 029 g）2+（0.000 075 g）2+（0.000 115 g）2＝0.000 000 021 g2u（I）＝√u2(I)＝√0.000 000 21 g2＝0.000 144 g2.2 参考质量的不确定度评定2.2.1 标准砝码的标准不确定度u（δmc）标准砝码检定证书中给出了砝码的折算质量，其标准不确定度为：u（δmc）＝MPE / 6＝0.5/6＝0.000 083 g2.2.2空气浮力引起的标准不确定度u（δm B）因在校准之前已对天平进行了内部调整，查JJG 99 表1得最大允许误差0.5mg的三分之一，其标准不确定度为：u（δm B）≈∣MPE∣4√3＝0.5 g×10-3/4√3＝0.000 072g2.2.3 砝码不稳定性引起的标准不确定度u（δm D）砝码的不稳定性根据JJG 99选择最大允许误差0.3 mg 的三分之一，服从矩形分布，其标准不确定度为：u （δm D ）＝∣MPE ∣3√3＝0.5 g×10-3/3√3＝0.000 096g2.2.4 参考质量的标准不确定度为u 2（m ref ）＝u 2（δm c ）+u 2（δm B ）+u 2（δm D ）＝（0.000 083 g ）2+（0.000 072 g ）2+（0.000 096g ）2＝0.000 000 0213g 2u （m ref ）＝√u 2(m ref )＝√0.000 000 005 6 g 2＝0.000146 g 2.3 示值误差的合成标准不确定度u c （E ） 误差的标准不确定度根据下式计算：u c 2（E ）＝u 2（I ）+u 2（m ref ）＝0.000 000 021 g 2+0.000 000 0213 g 2＝0.000 000 0423 g 2u c （E ）＝）（E 2c u ＝√0.000 000 026 3 g 2 ＝0.000206g2.4 扩展不确定度取k =2，U = k u c （E ）=2×0.000 206 g=0.000 412 g由于天平实际分度值为0.000 1 g ，因此：U =0.0005g3..同理可得：3.1分度值为0.1mg 的其它测量点的扩展不确定度为(k =2),U =k ×u c 为：3.2分度值为0.001g的电子天平，不同测量点的扩展不确定度为(k=2),U=k×u c为：3.3分度值为0.01g的电子天平，不同测量点的扩展不确定度为(k=2),U=k×u c为：3.4分度值为0.1g的电子天平，不同测量点的扩展不确定度为(k=2),U=k×u c为：3.5分度值为0.5g的电子天平，不同测量点的扩展不确定度为(k=2),U=k×u c为：3.6分度值为1g的电子天平，不同测量点的扩展不确定度为(k=2),U=k×u c为：。

电子天平测量结果不确定度分析计算报告BFB-03-2009河北省计量科学研究所力学检定室2009年10月12日编写：审核：批准日期：日期：日期电子天平示值误差测量结果不确定度分析计算报告1. 概述1.1 测量依据：JJG99-2006《砝码检定规程》；JJG1036-2008《电子天平检定规程》；JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》。

1.2 环境条件：温度（18~23）℃，温度波动不大于0.5℃/h ，相对湿度不大于75%。

1.3 测量标准：E 2等级标准砝码。

测量范围1mg ～500g ，由JJG99-2006《砝码检定规程》给出其扩展不确定度极限值（0.002~0.24）mg （k =2）。

1.4 被测对象：电子天平（200g/0.1mg ），由JJG1036-2008《电子天平检定规程》给出其称量段误差：量程0≤m ≤50g ，最大允许误差±0.5mg ；量程50g ＜m ≤200g ，最大允许误差±1.0mg 。

一般情况下，测量天平的最大称量点、拐点以及大致均匀分布的共10个测量点。

1.5 测量方法：采用直接加放砝码来测量天平的示值，可得砝码值与电子天平示值之差，即为电子天平的示值误差。

2. 数学模型r m m m -=∆式中：m ∆——电子天平示值误差；m ——电子天平示值r mc ——标准砝码的折算质量。

3. 不确定度分量3.1上等级标准砝码的不确定度分量以测量天平200g 测量点为例。

E 2等级200g 标准砝码的扩展不确定度极限值为0.10mg （k =2），该标准砝码有四个检定周期的证书 ，则砝码不稳定性引起的不确定度，我们采用极差法按均匀分布即：32minmax ⨯-=cr cr inst m m u 得到。

经过比较，在有限次测量中，标准砝码质量的最大值与最小值之差为0.003mg ，所以，上等级标准砝码的标准不确定度为：32003.032minmax ⨯=⨯-=cr cr inst m m u mg所以，上等级标准砝码的标准不确定度为：mg u k U m u inst r 05.032003.0210.0)(2222=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+⎪⎭⎫ ⎝⎛= 3.2 衡量过程的标准不确定度分量在重复性条件下连续测量天平200g 测量点10次，得到质量差数据：测量平均值 ∑=∆=∆ni i m n m 11=200.00008g测量结果单次测量标准偏差 ()mg n mms nn i063.0110036.0112=-=-∆-∆=∑=测量平均值实验标准差：mg ns m s 02.0)(===∆故： mg m s m u w 02.0)()(=∆=∆3.3 衡量仪器的不确定度分量该天平其测试数据如下：重复性（极差法）：0.2mg ；偏载误差：0.3mg ；200g 载荷点的示值：200.0001g 。

天平测量不确定度的评估1.测量过程采用Sartorius BT224S直接测量样品质量，使用天平时，先对天平进行归零，再进行测量。

2.测量公式因为电子天平对待测物进行直接测量，所以：M=m3.不确定度来源天平准确度MPE测量重复性数字天平的量化误差回零点的不确定度山于是在空调房及人员经过培训，所以人员及环境差异等引起的不确定度可忽略4.计算分量不确定度天平准确度U1200g量程处lf{ BP221S天平适用的仪器内部检定规程ECW1,分辨率为0. OOOlg的天平的最大允许误差MPE为0. OOlOg山于按内部检定规程，可靠性不太高，按均匀分布，u,=0. 0010/73 =0.0006g估计其不确定度可靠性为80%,由计算自由度公式 Q 単―丄―L_=132 刊心)]2 (1-80%)-Ig量程处同样Ig舷码的最大允许误差MPE为0. OOlOg,同上按均匀分布，ul=0.0010/73 =0. 0006g 自山度同样为13测量®复性u2200g量程处对可能引起绝对不确定度最大的满量程200g处，采用200g的标准舷码，重复测量H次，所得结果如下U2=s(nii) = J^—'^(m.-m)- =0. 000075g,自山度TlOV11 -1(-1Ig量程处对可能使用的称重量Ig处，采用Ig的标准磁码，重复测量11次,所得结果如下比的计算山贝塞尔公式U2=S(mJ = -w)- =0. 00006g,自由度u,= 10数字天平的量化误差u3BP221S数字天平的最小读数为0. OOOlg,半宽为0. OOOOog,按平均分布，u4二0.00005 /73 =0. 000029g,自111度u4 = ~o 回零点的不确定度u4按内部检定规程，最大允许回零点误差为0. OOOlg,按均匀分布,Ui=0. 0001/73 =0. 00006go估计其不确定度可靠性为80%,山计算自山度公式。

电子天平示值误差测量结果不确定度报告简述电子天平的检定过程，分析了电子天平的不确定度来源及其种类，影响电子天平的测量结果不确定度分量及合成不确定度和扩展不确定度进行了评定。

标签：电子天平;测量结果;不确定度引言近年来电子天平发展迅速，在准确度，稳定性上有质的提升。

因其比机械天平操作更简单，已被广泛应用于工业生产，科研，贸易等行业。

电子天平内置称重传感器等精密电子部件，长时间使用会出现测量误差较大等问题，因此要通过检定分析不确定度各个分量找出问题所在。

以下是对ME203E/02电子天平（220g/1mg）测量结果的不确定度评定1.1 测量依据：JJG1036-2008《电子天平》检定规程;JJG99-2006《砝码》检定规程;JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》。

1.2 环境条件：温度20.3℃，相对湿度72%。

1.3 测量标准：F1等级标准砝码。

测量范围1mg～500g，由JJG99-2006《砝码》检定规程给出其扩展不确定度极限值（0.007～0.83）mg（k=2）。

1.4 被測对象：以型号为ME203E/02电子天平（220g/1mg），由JJG1036-2008《电子天平》检定规程给出其称量段误差：量程0≤m≤50g ，最大允许误差±5mg;量程50g<m≤200g ，最大允许误差±10mg;量程200g<m≤220g ，最大允许误差±15mg。

以200g载荷点为例分析测量结果的不确定度。

1.5 测量方法：采用直接加放砝码来测量天平的示值，可得砝码值与电子天平示值之差，即为电子天平的示值误差。

2. 测量模型小结对电子天平的示值误差测量结果不确定度进行评定，能够找出影响天平不确定度的因素，确定其存在的测量上的误差，在实际使用中加以调整，保证电子天平示值符合要求.在实际检定中，标准砝码带来的不确定度在总的不确定度中所在比例相对较大，所以选择合理的标准砝码至关重要。

电子技术• Electronic Technology78 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】电子天平 测量 评定1 概述1.1 测量的对象Ⅰ级电子天平，型号ME204（max=220g ，d=0.1mg ），出厂编号B346978675。

1.2 测量的方法按照电子天平JJG1036-2008测定标准，直接测定法进行测定，在电子天平秤盘上放上标准砝码，得到稳定后的数值。

1.3 测量的标准出厂编号为22429016的等级E 2砝码，如果100g 标准砝码，按照计量标准测定证书的扩展方面的不确定度数值为U=0.05mg ，其中含有k=2因子。

1.4 外界环境方面的条件相对湿度为45%，相对温度为22.1℃。

2 不确定度产生的原因分析2.1 自身原因电子天平自身的原因，所导致的标准不确定度u （m ），主要有：（1）电子天平的分辨力原因，导致的标准不确定度u 2（m ）；（2）因为外界振动和不稳定的温度等因素，产生的标准不确定度u 3（m ）；（3）电子天平测量重复性的原因，引入的标准不确定度u 1（m ）。

2.2 误差原因由于标准砝码的误差原因，产生的标准电子天平测量结果不确定度评定文/黄靖不确定度u （m B ）。

3 数学模型分析Δm = m —m B -其中：Δm ——电子天平示值的误差数值；m ——电子天平示值；m B ——标准砝码数值。

式中灵敏度系数为：4 测量结果的不确定度评定4.1 评判电子天平所带来的标准不确定度分量u（m）的（1）针对天平的执行标准不确定度u 1（m ），评定时，采用A 类方式进行：对载荷点100g ，不断测定n=10次，最终结果如表1所示。

平均数值：100.0004 g采用贝塞尔公式，可计算得出：s （x ） = 0.071mg实际测量时以一次测量结果作为最终测量结果，则：u 1（m ）=s （x ） = 0. 071mg（2）因为电子天平的分辨力，带来的不确定度u 2（m ）B 类天平的分辨力是0.1mg 那么半宽a=0.05mg ，一般作为标准不确定度的测定方法，按照以往，矩形分布能够总体上测算，因为数字式测量仪器的分辨力所引起的不确定度，取k=：u 2（m ） =a/k=（0.05÷）mg = 0.029mg（3）振动和变化的温度等导致示值不确定度u 3（m ），因为实验室在校准砝码时，可以选择计量标准规定要求的方法，即不考虑外界的振动、环境温度的变化等因素，即 u 3（m ）=0（4）电子天平引入的不确定度u （m ），因为没有相关可以考虑的具有相关性的输入量，所以u 2（m ）=u 12（m ）+u 22（m ）+u 32（m ）u （m ）==0.077mg4.2 测定不确定度量分量u（m B ）是由标准砝码所引起的部分应用B 类测定方式，对因为标准砝码带来的不确定度分量进行测定：包括k=2因子，100g 砝码在计量标准检定证书中的扩展不确定度U=0.05mg ，那么：u （m B ）=0.05mg÷2=0.025mg5 合成标准不确定度根据以上输入量，合成标准的不确定度的计算式可以表达如下：=0.081mg6 扩展不确定度当k = 2 ，p=95% （置信概率），那么测量载荷点100g 电子天平的扩展不确定度是：U = k×u c =2×0.081≈0.2mg7 测量不确定度报告与表示称量标称值100g 的E 2级砝码，其质量可以表达为（100.0004±0.0002）g, k=2。

精品资料1电子天平不确定度评定........................................1 概述1.1 测量依据：JJG1036—2008《电子天平检定规程》。

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（20±5）℃，湿度≤85%RH ，温度波动≤5℃/h 。

1.4 测量标准：（1mg ～500g ）、F 1级标准砝码组和（1mg ～2000g ）、F 2级标准砝码组，见表1：表1 两组砝码技术指标以上两组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：各范围的电子天平，见表2：0～6000 0.1 10d F 2级组合 0～500 0.1 5d F 2级组合 0～610 0.1 5d F 2级组合 0～1000 0.02 10d F 2级组合 0～30000.02 10d F 2级组合广东联塑科技实业有限公司计量质量检测中心编号：LS ·QEO ·GZ ·27·QD53－2014电子天平示值误差的不确定度评定实施日期：2014年05月01日 页码：2/121.6 测量方法：采用标准砝码直接测量电子天平各技术参数（各载荷点）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。

1.7 评定结果的使用：在符合或十分接近上述条件下电子天平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：∆m = P -m式中 : ∆m — 电子天平示值误差，g ；P — 电子天平示值，g ；m — 标准砝码值，g 。

2.2 方差和灵敏系数： 根据于是 [][]2.2.222)()()(.)(.)(21m u c P u c m u m m P u P m m u c +=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∆∂+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∆∂=∆式中 11=∂∆∂=P mc 12-=∂∆∂=mm c3 不确定度来源电子天平示值误差Δm 的不确定度来源主要有:3.1 天平示值测量重复性引入的标准不确定度分量 )(1P u ； 3.2 偏载测量引起的的标准不确定度)(2P u ； 3.3 天平分辨力引入的标准不确定度分量)(3P u ； 3.4 标准砝码m 最大允许误差引入的标准不确定 )(m u ；3.5测量环境条件符合要求，所以环境温湿度引入的不确定度不予考虑。