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论重力式自动装料衡器测量结果不确定度评定
作者：蔡志军
来源：《科学与财富》2018年第31期
摘 要：对事物进行不确定度评价是为了对测量结果有一个更加准确的评定，因此，重力式自动装料衡器测量结果的不确定度评价，对于我们掌握重力式自动装料衡器测量结果的准确度等级有着重要的意义。本文主要从评定依据、方法、结果等多个方面就重力式自动装料衡器测量结果不确定度评定的相关问题做一番分析。
关键词：重力式自动装料衡器；测量结果；不确定度评定
专业理论上的不确定度质的是与测量结果具有相同量纲的某一数值，且通常将此数值记为U（U>0），在进行不确定度评定时，测量结果x与不确定度数值会构成一个以测量结果为中心的区间（x-U，U-x），其中，不确定度数值是此区间的半宽。且因为测量结果的不确定性，由测量结果与不确定值组成的区间也是一个随机区间，但是在区间中的U值保持不变；2U为此区间的全宽度，此全宽度区间为（x-U，x+U），此区间在评定、计算的过程中以95%的概率套住真值【1】。在明确上述要素后，下文对重力式自动装料衡器测量结果不确定度评定做具体的分析探讨。 1构成不确定度的因素
一般情况下，测量结果的不确定度都由以下几种因素构成：（1）在测量过程中存有为查明的系统误差；（2）真值具有不确定性，获得的数据存在一个变化的幅度；（3）主、客观因素导致的随机误差；（4）所查明的系统误差的修正值具有不确定性，即修正数据的不确定度【2】。
2不确定度评定依据
在进行重力式自动装料衡器测量结果不确定度评定时，需要严格按照《重力式自动装料衡器（定量自动衡器）》JJG564-2002的检定规程进行不确定度的评定【3】。在进行检定时选择的标准器为M1级标准砝码，以及一定数量的物料。而进行评定的方法则是需要采用集成法，具体评定步骤如下：严格按照《重力式自动装料衡器（定量自动衡器）》JJG564-2002的要求选择一个适宜的预设装料值质量；其次，结合相关参数以及计算公式进行误差以及数值的计算，计算的内容有装料预设值的误差以及所有的装料平均值，同时精准计算出装料平均值与每一装料值的误差，根据计算的结果准确确定出准确度等级。 3重力式自动装料衡器测量模型与原理
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3.1静态测量与数学模型
静态测量方法是一种准确度较高的测量方法，在采用静态测量法对重力式自动装料衡器进行测量时，涉及到以下几大数值：一是荷载的标称值m，此数值在测量的数学模型中为L，二是装料衡器进行化整前的数值，即数学模型中的P，三是装料衡器化整前示值的误差或是示值误差，为数学模型中的E。在采用静态实验法进行测量时，要在装料衡器的承载器上直接加上砝码，然后直接读取装料衡器表示出的数值：E=P-L【4】。 3.2物料实验与数学模型
在进行重力式自动装料衡器进行测量时也常采用物料实验法进行测量，此测量方法的测量步骤如下：将装量衡器上已经称量好的试验装料再次放置到控制衡器上进行测量，经过再次的测量以此去确定出装料的约定真值。在采用物料实验法进行测量时，会涉及到以下几个数据：装料数量的平均值（x），物料控制衡器的市值（I），装料平均值与每次装料数值的偏差（md）。在得出上述几组数据后，就可以根据具体的数学分析与相关要求，构建起物料实验测量的数学模型，即md=I-x【5】。 4重力式自动装料衡器测量不确定度计算
在进行重力式自动装料衡器的测量不确定度计算时，客观环境需要满足以下条件：空气湿度50%，同时环境温度20摄氏度。其次，在进行计算时按照相关规范标准确定准确度等级。下面我们将以最大装料质量为50千克，以准确度等级为X（I）级的装料衡器为例分析说明测量不确定度的具体计算。
（1）在重力式自动装料衡器测量结果不准确是因为控制衡器不准的情况下的不准确度分量u（I）：在控制衡器的选择方面，选择准确度等级为III的电子称，确定e=20g，
Max=100kg，并且设定在计算前重新进行检定并且合格，那么就可以计算得出在这种条件下，50g称重量时电子台秤的最大允许误差数值为1.5e上下，在得出此数值后，我们以均匀分布来分析计算机此数值在不确定度计算中的作用，在经过计算后最终得到u（I）=17.32（g）、u（I1）=3.78（g）这两组数值【6】。
（2）在重力式自动装料衡器测量结果不准确是因为砝码质量值不准的情况下的不准确度合成u（m）计算：设定由一个10克与两个20克的砝码共同组成50kg的静态荷载，并结合砝码的实际值相关数据进行测量不确定度的合成计算。在计算之间已经得知重量为20kg，准确度等级为MI级砝码的最大允许差值为1g，重量为10kg，准确度等级为MI级砝码的最大允许差值为0.5g，在得出上述数值后，我们按照不确定数值的相关计算模型进行计算，并最终得到u（m）=1.44（g）的数据。
（3）在装料衡器数字示值分辨率不精准导致测量结果出现误差的不确定值的计算中，依旧按照相关标准设定出具体的计算环境与计算条件，按照与之相应的数学测算模型进行计算，
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最终得到的数据为u（z）=0.29（g）；在合成度不确定度的计算中，得出的数据为ue（e）=1.44（g）；在静态示值的扩展不确定度的计算中，得出的不确定度数据为U=2.88g。 5不确定度结果评定
（1）X（I）级重力式自动装料衡器试验时平均值与每次装料的最大允差为208g，经对比分析，符合要求；（2）X（I）级重力式自动装料衡器试验时预设值最大允差为70g，符合要求；（3）X（I）级重力式自动装料衡器静态试验时最大允差为0g，符合要求。 参考文献：
[1]李明.重力式自动装料衡器测量结果不确定度评定[J].衡器，2017，46（02）：46-48. [2]李明.重力式自动装料衡器测量结果不确定度评定[J].安徽建筑，2016，23（03）：266-267+270.
[3]张先锋.重力式自动装料衡器测量值的不确定度评定[J].计量与测试技术，2014，41（07）：66-68.
[4]李翠梅，蒋铭，张培满.重力式自动装料衡器检定标准装置的测量不确定度评定[J].衡器，2014，43（03）：40-42.
[5]黄敏.重力式自动装料衡器测量结果的不确定度评定[J].计量与测试技术，2012，39（07）：42-43.
[6]张强，赵易彬，苗春发.重力式自动装料衡器测量结果的不确定度评定[J].衡器，2009，38（08）：25-27. 作者简介：
蔡志军，女，工程师。工作单位：沈阳市市场监管事务服务与行政执法中心。