电子秤测得值的不确定度评定与分度值的选取

数字指示秤测量值的不确定度评定数字指示秤是人们常用于计量的一种计量器具，被广泛的应用于生产、科研、贸易以及人们的日常生活中，给人们的生活带来了较大的影响。

而随着科技技术的不断更新与发展，对数字指示秤的使用，不再只是局限于测量和检定，更加注重测量结果的精准性。

但是，数字指示秤在测量检定时，还较易受到其他因素的影响，具有較大的不确定性，以此也就给最终的测量结果带来了影响。

因此，就应对数字指示秤测量值的不确定度进行综合的评定，确保能够提高测量结果的精准性，充分的发挥出数字指示秤的使用价值。

标签：数字指示秤;测量值;不确定度评定引言测量不确定度主要就是对测量结果可能误差的度量，也是衡量测量结果好坏的重要因素。

因此，就应做好数字指示秤测量值的不确定度评定工作，确保能够缩小测量结果的误差，提高测量结果的精准性，以此才能更好的为企业的生产和人们的生活提供优质化服务。

本文就针对数字指示秤测量值的不确定度评定展开具体的分析与讨论。

一、数字秤测量原理及测量依据（一）、数字秤测量原理在对数字指示秤测量值展开不确定度评定工作时，首先就应了解数字秤的测量原理，只有这样才能确保评定工作的开展能够更具针对性和科学性。

其中，数字秤通常利用称重传感器来作为能量的转换元件，这样称重传感器就能有效的将承载器上被测物体的质量有效的转换为弹性体的位移量，并且还能将这个位移量以电信号的形式输出，以此就能实现对物体重量的精准测量。

此外，电信号被输出后，还会经过一系列的转化和放大操作，此时被称重显示器显示的则是被测量物体的质量值。

（二）、数字秤测量依据我国数字秤的测量依据主要就是依据：《数字指示秤》国家计量检定规程和《非自动秤通用检定规程》两个测量标准，以此就能更好的给评定工作的展开提供理论依据。

二、测量用标准器、被测对象及环境条件（一）、测量用标准器检定Ⅲ级数字秤，使用1Kg的M1级公斤砝码，并共计15块。

第二，就是检定Ⅲ级数字秤，使用500mg的M1级毫克砝码，共计10片。

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：。

附件5钢包电子秤示值误差测量结果不确定度评定报告1概述1.1测量标准1.1.1固定载荷规格：5.10t,数量：1个；规格：56.70t,数量：1个;规格：138.75t,数量：1个。

1.2.2控制衡器规格型号：SCS-150；准确度等级：In级；分度值：50kgo1∙2校准环境条件环境温度：32℃o相对湿度：54%RH o1.3校准对象钢包电子秤，最大秤量为1503实际分度值为500kg,带有扩展显示装置,其最大允许误差见表1。

1.4校准方法钢包电子秤的示值误差校准是在其承载器上直接加卸祛码和专用祛码3通过扩展指示法确定其化整前的示值P,计算P与1之差，即为该钢包电子秤示值误差E o2示值误差的标准不确定度被校钢包电子秤的测量模型为：E=P-1式中：E——钢包电子秤化整前的误差；P——钢包电子秤化整前的示值；1——标准祛码或专用祛码质量值。

3各输入量估计值的标准不确定度的评定3.1由钢包电子秤的示值引入的不确定度分量M幻)的评定坊31不确定度主要来源于钢包电子秤测量重复性和分辨力。

3.1.1由测量重复性引入的不确定度分量的评定采用极差法评定，在重复性条件下，依据本规范选用接近满钢包固定载荷(138.75t)对钢包电子秤重复独立测量n=3次，读取数据(单位是kg)分别为:i38750kg>138650kg>138600kg o极差R=138750-138600=150kg,极差系数C=169,被测量估计值的标准不确定度：R150%(Pi)=W=［为=88.76(kg)注：用户也可依据实际需求选空钢包重复性引入的不确定度分量的评定。

3.1.2由分辨力引入的不确定度分量的评定钢包电子秤扩展显示分度值为50kg,半宽a=25kg,服从均匀分布，包含因子k=√3;因此：a25u1(p2)=看=而=14.44(kg)校准过程中，当计算得到的重复性引入的不确定度分量大于被测仪器的分辨力所引入的不确定度分量时，此时重复性中已经包含分辨力对测得值的影响,故不应当再考虑分辨力所引入的不确定度分量。

TH168-3型电子秤测量结果不确定度评定1 概述1.1 测量依据：JJG539—1997《数字指示秤检定规程》。

1.2 测量标准：M 1级砝码，依据JJG99—2006《砝码检定规程》中给出100m g ～3kg 砝码 质量最大允许误差为±（0.5mg ～0.15g ）。

1.3 被测对象电子计价秤三级，型号为TH168-3，检定分度值е为1g ，0～500е为±0.5е；＞500～2000e 为±1.0e ；＞2000e ～Max 为±1.5e 。

1.4 测量过程用砝码直接加载、卸载的方式。

2 数学模型△E ＝P －m 式中：△E 电子秤示值误差； P 电子秤示值； m 标准砝码质量值。

3 灵敏系数ə△E ə△EC 1＝ ＝1 C 2＝ ＝－1 əP əm4 输入量的标准不确定度评定因为电子秤的最大误差最有可能出现在最大称量点，故本次只对最大称量点3kg 进行评定。

4.1 电子秤示值引入的不确定度分量u （P ）。

4.1.1 测量重复性引起的标准不确定度分项u （P 1）的评定 用固定砝码在重复性条件下对电子秤进行10次连续测量，得到测量列2998.7，2998.7，2998.9，2998.7，2998.7，2998.8，2998.9，2998.6，2998.8，2998.7g 。

)(8.299811g p n p i ni ==∑=单次实验标准差 )(11.01)(1g n p p S i ni =--∑==u(P 1)=0.11(g)4.1.2电子秤的偏载误差引起的标准不确定度分项u （P 2）的评定电子秤进行偏载试验时，用最大称量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1g ，半宽a ＝0.5g ，而测量时放置砝码的位置较为注意，偏载量 远比做偏载试验时少，假设其误差为偏载试验时的1/3 ，并服从均匀分布，包含因子3=k ，可得)(10.0335.0)(2g p u =⨯=估计10.0)()(22=∆p u p u , 则自由度50])()([212222=∆=-p u p u p υ4.1.3 电源电压稳定度引起的标准不确定度分项u （P 3）评定电源电压在规定条件下变化可能会造成示值变化0.2e ，即0.2g ，假设半宽度a ＝0.2g ，服从均匀分布，包含因子3=k)(12.032.0)(3g p u ==△u （P 3） 1 △u （P 3） -2估计 ＝0.10，则自由度νP 3＝ [ ] ＝50。

15Kg电子秤示值误差测量结果的不确定度评定1概述1.1测量依据：JJG555-1996《非自动秤通用检定规程》。

1.2 环境条件：温度（-10～40）℃1.3 测量标准器：M1等级砝码，根据JJG99-2006《砝码检定规程》中给出100mg～10kg砝码质量最大允许误差MPE：±（0.5mg～0.5g）。

1.4被测对象：电子秤e为5g，0～500e为±0.5e；＞500～2000e为±1.0e；＞2000e～max为±1.5e。

1.5测量过程：用砝码直接加载、卸载方式，分段测量示值与标准砝码之差即为示值误差。

一般情况下，检定电子秤大致均匀分布的10个称量点。

1.6评定结果的使用：在符合上述条件下，对15kg规格电子秤的15kg称量点示值误差的测量，一般可使用本不确定度评定结果，对其他示值和其他电子秤的示值误差测量结果的不确定度评定，可采用本评定方法。

2 数学模型：△E=P－m式中，△E－－电子秤的示值误差P－－电子秤示值m－－标准砝码质量值3 输入量的标准不确定度评定本评定方法以最大称量15kg点为例3.1输入量P的标准不确定度u(P)的来源主要是电子秤测量重复性、四角偏载误差以及示值随电源变化等。

3.1.1电子秤测量重复性引入的不确定度分量u（P1）的评定（用A类方法评定）用标准砝码在重复性条件下对电子秤进行连续10次测量，得到测量数据15.0000；15.0000；4.9995；14.9995；14.990；15.0000；14.9995；14.9990；15.0000；14.9995（kg）单次测量的标准偏差：3.1.2电子秤的偏载误差引入的不确定度分量u （P 2）的评定（用B 类方法评定） 电子秤在进行偏载试验时，用最大称量1/3的砝码，放置在1/4秤台面积中最大值与最小值之差，根据试验数据，一般不会超过5g ，其半宽α＝2.5g 。

而在实际工作时，放置砝码的位置比较注意，实际的偏载量，根据经验，一般只有试验偏载量的1/3。

电子秤示值误差测量结果的不确定度评定1 概述1.1 依据：JJG 539－2016《数字指示秤检定规程》, JJF 1059.2-2012《用蒙特卡洛法评定测量不确定度》。

1.2 环境条件：温度 20.3℃，相对湿度49.5％RH。

1.3 测量标准：M1级砝码。

1.4 被测对象：JZC-3TSC型号电子计重秤，其最大秤量M ax=3 kg,最小秤量M in=20g，检定分度值e=1 g，出厂编号：F908025002。

1.5 测量过程：用闪变点法确定其化整前的示值。

其方法如下：对于某一载荷L，记录其示值I，连续加放相当于0.1e的附加砝码，直到秤的示值明显地增加一个分度值，变为（I+e）。

此时，加到承载器上的附加砝码为△L。

可用下述公式得到电子秤化整前的示值P。

P=I+0.5e-△L式中： e —电子秤的检定分度值；P —电子秤化整前的示值；I —电子秤的示值；△L —加载至下一个示值所加的附加载荷。

1.6 评定结果的使用：在符合上述条件下，一般可直接使用本不确定度的评定结果。

2 测量模型依据测量原理建立测量模型：公式（1）式中：—电子秤化整前的误差；P —电子秤化整前的示值；I —电子秤的示值；L — 载荷；△L — 加载至下一个示值所加的附加载荷。

3 方差和灵敏系数由公式（1）得方差传播公式： 公式（2）式中： — 示值误差的测量不确定度；— 由电子秤示值引入的不确定度分量； — 由标准砝码引入的不确定度分量； — 由附加载荷引入的不确定度分量。

灵敏系数11=∂∂=I E c ，12-=∂∂=L E c , 13-=∆∂∂=LE c 因此，()()()()L u L u I u E u ∆++=2222 公式 （3）由于实际测量时附加标准砝码的值和误差均很小，对测量结果不确定度的影响很小，可以忽略不计。

式（3）可简化为公式 （4）4 各输入量的标准不确定度评定4.1 由电子秤示值引入的标准不确定度分量的评定不确定度主要源于电子秤测量重复性和分辨力。

电子配料秤不确定度评定本文以JJG648-1996《非连续累计自动衡器检定规程》为依据，给出了电子配料秤校准结果不确定度的分析方法和评定结果。

标签：电子配料秤校准方法不确定度1 电子配料秤校准结果不确定度的分析方法1.1 通过阅读配料秤使用说明和秤体铭牌标识，确定被检定电子配料秤的最小秤量，最大秤量以及最小累计载荷，选取最大秤量略大于被校准配料秤，且最大允许误差不大于被检衡器最大允许误差的1/3的非自动衡器。

附表1：■1.1.1 确定常用物料通过对被检电子配料秤使用现场的观察，咨询操作人员，确定受检配料秤日常所配物料，注意其颗粒大小。

1.1.2 确定日常配料点现场翻阅配料记录，咨询操作人员，确定日常配料量点。

1.1.3 预加载荷并重复称量测试前，秤应预加多次载荷由零到最大秤量并重复数次，在卸去载荷后示值为零且能有效保持再进行其他试验。

1.2 零点测试或加载前的置零将秤量读数置于零位，空秤运行30分钟后能有效保持。

1.3 称重测试前的准备选取足量被检衡器常用物料供被动态称量测试使用；检定控制衡器，其误差不大于被检衡器最大允许误差的1/3。

在物料测试前，必须测试静态称量性能。

加载时应从零点起逐步加到最大秤量，然后以同样的方式卸载至零点，称量点至少要选择10个（必须包括最大秤量点和最小秤量点）。

采用附加砝码的方法以确定每一秤量点的误差。

1.4 动态称量测试1.4.1 测试点选取一般至少应进行4个点的物料试验，即最小秤量点、最大秤量点、接近最小累计载荷的某一秤量点和日常配料量点，并对被检衡器日常配料量结果进行校准。

1.4.2 控制衡器称重利用控制衡器，称出与测试点等量的试验用物料。

1.4.3 物料测试将称重后的试验物料倒入被检衡器配料斗中，记录受检配料秤称重读数，并将该过程重复10次以上。

在物料试验过程中，应启动自动称量操作。

自动称量操作和显示都能在主累计指示装置上观察和记录。

在控制衡器上称量的被称载荷，它的结果作为被称载荷的质量真值考虑。