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机械天平不确定度分析

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机械天平测量不确定度分析 （一） 测量方法 根据国家检定规程JJG98—2006《机械天平检定规程》中用小于被校天平在该载荷下的最大允许误差的1/3标准砝码进行校准（检定），主要检测参数包括天平分析度及其误差，天平的示值重复性，机械砝码的组合误差（有的话），游码标尺误差（有的话）。

（1）测量方法：依据JJG98-2006《机械天平检定规程》 （2）测量方法：采用标准砝码直接测量天平各技术参数得出各示值误差。 （3）评定结果的使用：符合上述条件下的测量结果，一般可参照使用本不确定度的评定方法。 （二） 数学模型 Δm = P - m 式中：Δm —— 机械天平示值误差； P —— 机械天平示值；

m —— 标准砝码值

（三）各输入量的标准不确定度评定

1. 输入量m的标准不确定度mu的评定 输入量m的标准不确定度mu的采用B类方法评定。 （1）测量天平分度值所用标准小砝码引起的标准不确定度rmu的评定 根据JJG99-2006«砝码检定规程»中规定F1等级10mg砝码的扩展不确定度 U≤0.008mg，包含因子2k，置信概率p=99.73%，则：

rmu=mgmgU004.02008.02

（2）测量天平挂码组合误差所用标准砝码引起的标准不确定度Bmu的评定 对该型号天平来说，测天平挂码组合误差时所用F1等级标准砝码是10mg～200g砝码 与挂码一一对应进行测量。以挂码最大组合200g称量点为例，根据JJG99-2006«砝码 检定规程»中规定F1等级200g标准砝码的扩展不确定度U=0.333mg，包含因子2k， 则： Bmu=mgmgU167.02333.02

（3）输入量m的标准不确定度m的计算 已知rm和Bm互相独立，则：

mgmgmumumuBr167.0167.0004.0)(2222 2. 输入量P的标准不确定度Pu的评定 . 输入量P的标准不确定度Pu主要来源于天平的示值变动性，即测量重复性。

用两个等量的200g砝码在重复性条件下进行全秤量示值变动性的测量，连续测量10次，得到测量列（分度）：3.0、3.2、3.0、3.3、3.1、3.5、3.9、4.0、3.7、3.8。 niiPnP135.3

1

分度

单次实验标准差mgnPPsnii040.040.0121分度 任意选取3台同类型天平，对每台天平进行3组测量，每组测量均在重复性条件下连续测量10次，共得到9组测量列，每组测量列分别按上述方法计算，得到9个单次实验标准差，如表所示： 9组实验标准差计算结果

实验标准差js mgs048.01 mgs052.02 mgs067.03 mgs035.04 mgs077.05 mgs069.06 mgs070.07 mgs060.08 mgs058.09 合成样本标准差Ps为：

mgsmsmjjP077.0112 实际情况下，每校准TG328A型的天平示值变动性为6次，则： mgmgsPuP031.06077.06

3、合成不确定度的评定 （1）灵敏系数 数学模型： mPm

灵敏系数： 11Pmc 12mmc (2) 标准不确定度分量汇总表 标准不确定度分量ixu 不确定度来源 标准不确定度（mg）

mu

测分度值用的标准小砝码 0.004

0.167 测挂码用的标准砝码 0.167

Pu 示值变动性（测量重复性） 0.031

(3)合成标准不确定度的计算 输入量m与P彼此独立不相关，所以合成标准不确定度， 可按下式计算得到： mgmgmuCPuCmuc170.0)031.0()167.0()]([)]([)(222221

4、扩展不确定度评定 取k=2，则相对扩展不确定度为mgmgmukUc34.0170.02)( 5、测量不确定度报告与表示 机械天平在最大秤量200g时示值误差测量结果的扩展不确定度为： mgU34.0 K=2

本评定方法以1kg天平最大秤量点1kg进行评定： 输入量P的标准不确定度P主要来源于天平的示值变动性，即测量重复性。 用TG51型天平来说，分度值是2mg.用两个等量的1000g砝码在重复性条件下进行全秤量示值变动性的测量，连续测量10次，得到测量列（分度）：2.8、3.0、2.6、2.8、3.0、3.1、3.5、3.0、2.9、3.0

niiPnP197.2

1

分度

单次实验标准差mgnPPsnii48.024.0121分度 任意选取3台同类型天平，对每台天平进行3组测量，每组测量均在重复性条件下连续测量10次，共得到9组测量列，每组测量列分别按上述方法计算，得到9个单次实验标准差，如表所示：

9组实验标准差计算结果 实验标准差js mgs48.01 mgs30.02 mgs36.03 mgs30.04 mgs31.05 mgs40.06

mgs28.07 mgs35.08 mgs41.09 合成样本标准差Ps为：

mgsmsmjjP36.0112 扩展不确定度评定 取k=2，则相对扩展不确定度为mgmgmukUc72.036.02)( 测量不确定度报告与表示 机械天平在最大秤量1000g时示值误差测量结果的扩展不确定度为： mgU72.0，k=2

本评定方法以5kg天平最大秤量点5kg进行评定： 输入量P的标准不确定度P主要来源于天平的示值变动性，即测量重复性。 用TG35型天平来说，分度值是2.5mg.用两个等量的5000g砝码在重复性条件下进行全秤量示值变动性的测量，连续测量10次，得到测量列（分度）：4.5、4.0、4.2、4.5、4.0、4.0、3.9、4.4、4.0、4.1

niiPnP116.4

1

分度

单次实验标准差mgnPPsnii58.023.0121分度 任意选取3台同类型天平，对每台天平进行3组测量，每组测量均在重复性条件下连续测量10次，共得到9组测量列，每组测量列分别按上述方法计算，得到9个单次实验标准差，如表所示： 9组实验标准差计算结果

实验标准差js mgs58.01 mgs57.02 mgs59.03 mgs60.04 mgs55.05 mgs55.06 mgs58.07 mgs54.08 mgs56.09 合成样本标准差Ps为：

mgsmsmjjP57.0112 扩展不确定度评定 取k=2，则相对扩展不确定度为mgmgmukUc1.157.02)( 测量不确定度报告与表示 机械天平在最大秤量1000g时示值误差测量结果的扩展不确定度为： mgU1.1，k=2

本评定方法以30kg天平最大秤量点30kg进行评定： 输入量P的标准不确定度P主要来源于天平的示值变动性，即测量重复性。 用TG630型天平来说，分度值是150mg.用两个等量的25kg砝码在重复性条件下进行全秤量示值变动性的测量，连续测量10次，得到测量列（分度）：4.0、4.0、4.2、3.8、4.0、4.0、3.7、3.9、4.0、4.1

niiPnP197.3

1

分度

单次实验标准差mgnPPsnii2114.0121分度 任意选取3台同类型天平，对每台天平进行3组测量，每组测量均在重复性条件下连续测量10次，共得到9组测量列，每组测量列分别按上述方法计算，得到9个单次实验标准差，如表所示： 9组实验标准差计算结果

实验标准差js mgs211 mgs202 mgs173 mgs204 mgs195 mgs166 mgs187 mgs188 mgs189 合成样本标准差Ps为：

mgsmsmjjP62.18112 扩展不确定度评定 取k=2，则相对扩展不确定度为mgmgmukUc3762.182)( 测量不确定度报告与表示 机械天平在最大秤量1000g时示值误差测量结果的扩展不确定度为： mgU37，k=2

（四）计算普通标尺天平（TG630）的测量不确定度分析 该天平分析步骤同TG630型天平的测量不确定度分析原理相同 则Max=30kg d=150mg U=2×46mg=92mg (五)、机械天平校准测量的不确定度分析一览表 序号 测量范围 覆盖因子k 扩展不确定度U(mg) 1 Max(0～200)g d=0.1mg 2 U=(0.004～0.34)mg

2 Max:(0～30)kg d＞0.1mg 2 U=(0.020～92)mg

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不确定度分析培训--6 砝码测量不确定度分析

不确定度分析培训--6 砝码测量不确定度分析


示
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第六章 砝码测量不确定度分析
砝码的永久极化强度
砝码等级 E1 2.5 2 E2 8 6.4 F1 25 20
砝码磁性
F2 80 64 M1 250 200 M12 500 400 M2 800 640 M23 1600 1280 M3 2500 2000
0M (T)
(A/m)
砝码的磁化率
-5-
第六章 砝码测量不确定度分析
砝码的定义
E1等级砝码：原工作基准等级砝码，用于检定传递E2等级砝码
和相应的衡量仪器；也可与相应的衡量仪器配套使用。
E2等级砝码：检定传递F1等级及其以下的砝码和相应的衡量仪
器；也可与相应的衡量仪器配套使用。
F1等级砝码：检定传递F2等级及其以下的砝码和相应的衡量仪
级---是按照示值误差来分的，即级砝码没有修正值，只要其
示值误差在此范围内都认为合格的
-4-
第六章 砝码测量不确定度分析
JJG 99的定义
等砝码、级砝码与等级砝码
JJG99-1990规程：
两个等 (一等、二等)， 九个级 (E1级、E2级、F1级、F2级、M1级、M11级、M2级、M22 级、O级)； JJG99-2006规程： 九个等级 (E1等级、E2等级、F1等级、F2等级、M1等级、M12等 级、M2等级、M23等级、M3等级)，其中包括原工作基准砝码。
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第六章 砝码测量不确定度分析 交换衡量法
也叫高斯衡量法。在天平的左右两盘中分别将被称物体和标准砝码 进 行 “位置交换”称量的方法,以消除天平左右臂不等的误差影响.有单 次交换和双次交换之分.我国主要采用单次交换衡量法.
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第六章 砝码测量不确定度分析
电子天平不确定度(例)(完成)

电子天平不确定度(例)(完成)

吉林省国绘仪器测试有限公司 文件编号：GHT/ZYB-0036 作业指导书页 码： 第 1页 共 7页 第1版 第1次 修订标 题电子天平示值误差 测量结果CMC 不确定度评定批 准 人实施日期2016年 11月06日电子天平示值误差测量结果CMC 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环境条件：环境温度（15～25）℃，1 h 内温差不超过1℃，相对湿度35%～80% 电源等其它因素对电子天平的影响可以忽略不计。

1.3测量标准：相应准确度等级的标准砝码 1.4测量对象：电子天平。

1.5测量过程：在规定的环境条件下，按JJG1036-2008电子天平检定规程，将采用相应准确度等级质量的标准砝码，放在电子天平上，通过电子天平的显示值与砝码的实际值之间的差值，可得到在相应秤量点上的示值误差。

2.数学模型根据示值误差定义，电子天平的示值误差m ∆为s m m m -=∆ 式中：m ∆——电子天平示值误差；m ——电子天平显示值； s m ——标准砝码的标称值。

3.灵敏系数()()()s c m u C m u C m u 2222212⨯+⨯=∆ 灵敏系数 ： 1C 1=∂∆∂=mm； 1C 2-=∂∆∂=s m m ； 4.各输入量的标准不确定评定以下分析过程以最大秤量200 g ○Ⅰ级电子天平(e =1mg)为例测量点选择10 mg 、10 g 、20 g 、50 g 、200 g 这五点展开。

4.1输入量m 的标准不确定度a u 来源主要是电子天平测量的重复性，用10次重复测量得到的一组数据，用贝塞尔公式采用A 类评定方法评定。

1）测量点10 mg ：单次实验标准差：00.0121=-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑=-n m m s nk i i mg 2）测量点10 g ：单次实验标准差:00.0121=-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑=-n m m s nk i i mg 3）测量点20 g ：单次实验标准差:03.0121=-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑=-n m m s nk i i mg 4）测量点50 g ：单次实验标准差:04.0121=-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑=-n m m s nk i i mg 5）测量点200 g ：单次实验标准差:04.0121=-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑=-n m m s nk i i mg 以上五个点为例，其他各点分析方法同上，具体列表如下：4.2标准砝码的标准不确定度b u标准砝码扩展不确定度极限值，2=k ，用B 类标准不确定度评定。

电子台秤校准结果测量不确定度的评定

电子台秤校准结果测量不确定度的评定

电子台秤校准结果测量不确定度的评定一、电子台秤的概念电子台秤是利用电子应变元件受力形变原理输出微小的模拟电信号，通过信号电缆传送给称重显示仪表，进行称重操作和显示称量结果的称重器具。

二、电子台秤的误差因素1、零点漂移误差。

经常会在称量重力不同的多种物体，从而使电子台秤的称重传感器受到多次往复负载的影响，在进行计量检定的过程中初始状态就出现了一系列的变化，仪表的指针已经不能够准确的归到零位，使电子台秤出现零点漂移现象，从而影响了对物体实际重量的准确测量。

2、四角偏载误差。

四角偏载误差的引起主要是由于电子台称传感器的灵敏度出现偏差。

因为电子台秤的材料不尽相同，造成传感器的激励电压没有理想的那么稳定，电压不稳，导致传感器上面的信号输出是不同的，因此就产生了四角偏载误差。

3、重复测量误差。

所谓重复测量误差，就是同一物品在同意环境下连续多次进行称重实验，由于电子台称等计量器具的传感器产生侧向力和传感器条件缺失两个因素导致。

首先，由于测量现场的限制因素，非常容易造成负载接收器发生偏移，导致托盘对传感器的力并不垂直，就会产生测力，就会导致测量物品的误差；另一个原因，由于传感器工作需要同时满足传力构造特性、传感参数标准的一致性等工作条件，而且有一个不满足，就会发生误差。

4、计量环境误差。

物体的本质会随着的外界环境的变化而发生轻微的变化，比如环境的温度、湿度等原因，这些因素都有可能造成电子台秤在测量称重的的时候发生客观的偏差，当然误差不会太大。

作为电子台秤的使用者，我们要在日常生活中多去总结经验和规律用科学的方法不断去修正，保障电子台秤测量结果的真实性以及可靠性。

5、鉴别力误差。

电子台秤的鉴别力大小反映了电子台秤对负载的微小变化的反应快慢能力。

对电子台秤进行鉴别力误差测试的目的在于更加准确的检验电子台秤的结构连接过程以及摩擦过程，所以，机械连接中的摩擦和应力是造成电子台秤的鉴别力误差的主要影响因素。

三、电子台秤校准结果测量不确定度的评定1 范围。

架盘天平测量结果不确定度评定

架盘天平测量结果不确定度评定

架盘天平测量结果不确定度评定1 、概述1.1 测量依据：JJG156-2004《架盘天平》1.2 环境条件：温度：常温，无明显的气流和震动。

1.3测量标准：F 1等级砝码。

1.4 被测对象：100g/0.1g 架盘天平（JYT-1）。

1.5 测量过程：采用标准砝码直接来测量天平的示值之差，即为架盘天平的示值误差。

2、 数学模型s m m m -=∆ 式中：m ∆---架盘天平示值误差； m ---架盘天平示值； s m ---标准砝码值。

3、不确定度传播率[][]2221222)()()()()(s s s c m u c m u c m u m m m u m m m u +=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯∂∆∂+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯∂∆∂=∆灵敏系数 11=∂∆∂=mmc 12-=∂∆∂=s m m c 4、 输入量的标准不确定度评定本评定方法以100g 天平为例，其他称量点的示值误差测量结果的不确定度参考本方法进行评定。

4.1 输入量s m 的标准不确定度)(s m u 的评定4.1.1依据JJG99-2006《砝码》中所给出，F 1等级砝码100g 的扩展不确定度不大于允差1/3，即0.17mg ，包含因子k=2。

标准不确定度 )(1s m u =mg mg083.0217.0= 4.1.2用于测量天平分度值的0.1g 小砝码扩展不确定度不大于0.017mg ，包含因子k=2。

标准不确定度)(2s m u =mg mg0083.02017.0= )(s m u =)()(2221s s m u m u +=0.083mg4.2输入量m 的标准不确定度)(m u 的评定输入量m 的标准不确定度来源于天平的测量重复性，可以用同一砝码，通过连续测量得到测量列，采用A 类方法进行评定。

以天平最大称量点，在重复性条件下连续测量10次，得（分度）： 0.1、0.1、0.2、0.2、0.1、0.3、0.3、0.0、0.1、0.2。