电子衡器计量检定不确定度评定相关问题研讨

发表时间:2021/3/15   来源:《科学与技术》2020年第30期   作者:叶卫忠
[导读] 电子衡器原理是将物体放在电子称重平台上,

        叶卫忠
        贺州市检验检测中心 广西贺州 542899
        摘要  电子衡器原理是将物体放在电子称重平台上,作用在支架上的力在传感器的作用下转换为电子信号,并以模拟或数字形式显示在称重台上。电子衡器的应用大大缩短了工作时间,减轻了劳动强度,提高了劳动效率,可为企业质量检验管理的发展提供准确可靠的参考依据。
        关键词:电子衡器;计量检定;不确定度评定
1、电子衡器的基本结构
        在电子衡器的结构中,秤体是重要的部分。秤体由塞子和承载力变送器组成。负重装置由价格和平台组成。从秤体的基本特性来看,秤体是一种机械结构,可以将待测货物的重量以相对完整的形式传递到称重传感器。称重传感器在测量货物重量方面起着重要作用。它可以接收秤体传递的基本重量。在获得重量数据后,传感器可以将其转换为电能进行输出,并且可以保持由电子秤测量的重量和电能不变的函数关系,该关系也可以视为线性关系。在电子价格计算表的结构中,不能忽略测量仪器的使用价值。它可以放大传感器传输的测得功率,经过粗略处理后,将以数字外部方式反映出来。传感器电源可以将稳定的电能传输到常数传感器,并可以选择隐藏电流电源或稳压电源。目前,常用的电子计价秤的分度值在1?1000kg之间。如有必要,范围值可能会更大,应用范围会很宽。
2、测量不确定度与测量误差
        就不确定性和误差而言,两者之间既有区别又有联系。误差是基于概率论,线性代数和微积分变换的数学计算基础,而实验标准偏差是分析误差的基本方法。它属于不确定度测量的理论基础。它具有类似的研究方法,其理论体系相对独特。本质上,不确定性是在误差理论的基础上发展起来的,具有基本相似的分析,评估方法和计算方法。两者之间的差异反映在定义中。测量误差反映了测量结果与真实值之间的差异,测量不确定度反映了测量结果在数据值中的离散度。同时,对整体进行分析和评估。从特定的数值间隔获得测量过程的离散数据。
        在具体实现中,测量不确定度反映了测量值的离散数据,并以数据参考,实证分析和实验结果为基础,进行分析和评估,以大致确定该固定值。选择这样的分析和评估方法,会对测量人员的专业水平和知识水平产生一定的影响。 测量不确定度也是估计值。 像错误一样,它不能表示真实值,也不能用于更正值。 由误差反映的测量结果数据偏离真实值的程度是非常可估计的,并且不能准确地反映真实值。 但是,外部人为因素不会影响该错误。 因此,错误是更客观的现象。 根据测量的性质,可以对各种个性化进行分类,甚至可以校正测量。
        结合操作过程,不难发现在误差和不确定性的度量方法上,评估方法,过程,结果和性质类别,影响因素以及校正度量结果存在显着差异。 使用测量不确定度将其与测量误差区分开,则必须准确把握测量误差与不确定度测量之间的差异。
3、测量不确定度研究对象与环境
        在本文的研究中,以普通的Ⅲ类电子秤为研究对象。这种电子秤具有更准确的测量结果。最小分度值为5g,最大称量为15kg,可以为研究工作的顺利进行提供保证。本研究选择100mg?10kg的四类砝码,将每种砝码的误差值控制在允许范围内。由于环境温度会对电子秤的精度产生一定的影响,因此在研究过程中环境温度被控制在-10?40℃的范围内。
4、测量不确定度方法与过程
        在特定的测量期间,您应该从零开始,然后按从小到大的顺序逐一添加权重,直到达到电子秤的最大权重。然后,按从小到大的顺序逐个减小权重,直到权重返回到电子秤的“零”。

在此过程中,有必要逐步记录和读取读取结果和其他相关数据,并且显示值误差只是分段值与标准重量之间的差。根据我国有关技术规范,在验证电子衡器不确定度的过程中,称重点的选择应为500格,2000格,最大称量值的一半和最大称量。
5、数学模型建立分析
        鉴于研究结果准确性的保障,此处需进行数学模型的构建,即?E=P-m。该数学模型中,?E值表示的是电子秤示值误差,P指的是电子秤示值,m指的是标准砝码值。
6、不确定度评定方法
        在本文的研究中,以普通的Ⅲ类电子秤为研究对象。这种电子秤具有更准确的测量结果。最小分度值为5g,最大称量为15kg。为了促进测量结果精度的提高,在测量中计划四级重量为100mg?10kg,并且将各个重量的误差控制在0.5mg?0.5g的范围内。 通过分析可知,本研究在以下三个阶段存在不确定性:首先,由于测量过程的可重复性,电子秤存在不确定性。第二,由于电子产品的水平偏差和温度差异,电子产品将具有不确定性;第三,由于电子秤会受到功率或电压的影响,因此会存在不确定性。
        6.1电子秤示值(P)不确定度
        其一,由于电子秤水平偏差加之温度有差异存在而引发的不确定度。首先,需对电子秤由于水平偏差引发的不确定度进行测量,此时应在电子秤秤台面积1/4上放置最大称量的1/3砝码,砝码占据的半宽为2.5g,通过计算得知最小与最大值之间仅有5g以内的差。日常工作中电子秤的使用过程,通常情况下水平偏差引发的误差是远大于砝码放置位置产生的误差。
        其二,由于电源或电压引发的不确定度。实验过程中,一旦电源电压有变化产生,那么就会影响示值。通常情况下,示值会有0.2分度值的变化幅度产生(即1.0g),半宽若是为1.0g且具备满足设计要求的分布情况时,那么即可将其不确定度和自由度计算出来,两者结果分别为0.52g、50。
        其三,输入量P不确定度。输入量P不确定度包含测量重复性、电子秤偏载误差、电源电压等三个分项引发的不确定度,三者之间是相互独立的,因此可联系上述不确定度,如此即可将输入量P不确定度、自由度计算出来。
        6.2合成标准不确定度
        本文研究过程中,P和m两个输入量相互独立,首先可将两者的灵敏系数(1,-1)求出。所以可将合成标准不确定度求出,即0.96g。通过计算能够将合成标准不确定度有效自由度得出,即179。
        6.3扩展不确定度
        估算合成标准不确定度有效自由度为100,取95%的置信率,通过相关资料的查阅能够将Kp值确定,即1.984,如此一来方可完成扩展不确定度的计算,即1.8g。
结语
        本文研究电子秤测量结果的不确定性。 在验证工作中,仍然存在一系列问题,主要表现在以下几个方面:首先,各个验证部门的权重受到限制,难以称重。 进行测试;其次,规模越来越大,各个核查部门没有足够的运输能力,即使重量很大,也很难将其运往核查现场。这也意味着相关人员仍需要进一步研究,以促进电子衡器测量验证工作的整体水平的提升。
参考文献
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