电子平台秤测量结果的不确定度浅析与评定

王振魁，赵金忠，王绒香

（金川集团股份有限公司,甘肃 金昌 737100，）

在企业生产过程中, 随着物料进出厂及中转计量交接数量的明显增加,需要贸易结算的物料大多采用电子平台秤进行称重计量,并以计量数据作为结算的依据。测量结果误差是否满足法制计量的要求,直接关系着物料交接计量数据的准确性,并且在一定程度上影响着客户对企业计量管理水平的满意度。为保证电子平台秤的准确性，确保贸易结算公平，维护市场交易秩序，提高企业的进出厂物料贸易结算的效率，进而有序的开展电子平台秤日常调试维护检定工作,保证电子平台秤计量的准确性与可靠性。

1 被测对象

本文以中准确等级ⅢSCS-3型电子平台秤最大秤量为例进行浅析与评定。

称重传感器类型：模拟式；数量：四只；

最大秤量：Max=3000kg；最小秤量Min=20kg；检定分度值e=1kg；

检定分度数n=3000；

最大允许误差如下所示：

表1

2 环境条件

（1）环境条件：温度（25±5）℃；湿度（50±5）%RH；

（2）供电电源：220V；

（3）开机预热时间为：不小于15min；

（4）标准器：100g M1等级标准砝码；1000kg M1等级标准砝码；

3 测量方法

（1）依据JJG539-2016《数字指示秤检定规程》，从指示装置上读得示值与标准器砝码的质量值进行比较，利用闪变点法确定其化整前的示值，计算误差值。

（2）对于最大秤量载荷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）。此时加到秤上的附加砝码为△L，得到化整前的示值P。

（3）施加标准砝码至最大秤量，并以同样方法逆顺序逐步卸去砝码，在加、卸砝码时，逐渐地递增或递减。

（4）确定化整前的示值和化整误差的方法如下：

数学模型为：

E=P-L

P=I+0.5e-△L

E=I+0.5e-△L-L

式中：E为化整前误差；P为化整前示值（kg）；L为砝码载荷（kg）；I为示值（kg）；e为检定分度值；△L为附加砝码质量（kg）；

（5）在上述条件下，对SCS-3型电子平台秤最大秤量3000kg载荷点示值误差的测量，一般可使用本不确定度评定结果。对其他载荷点示值和其他规格的电子衡器的示值误差测量结果的不确定度可采用本评定方法。

4 对测量结果有影响的标准不确定度分量来源

按照JJG539-2016《数字指示秤检定规程》规定的环境条件及技术要求,全面分析影响测量结果的各种因素，列出所有不确定度来源，做到不遗漏，不重复，遗漏会使测量结果的合成不确定度减小，重复会使测量结果的合成不确定度增大，都会影响不确定度的评定质量，做到仔细分析，准确引入。

在最大秤量3000kg时，对测量结果有影响的不确定度来源主要有：

示值I重复性引入的不确定度分量u1(y1)；

示值I分辨力引入的不确定度分量u2(y2)；

标准砝码L允许误差引入的不确定度分量u3(y3)；

偏载误差引入的不确定度分量u4(y4)；

温度变化引入的不确定度分量u5(y5)；

4.1 示值I重复性引入的不确定分量u1(y1)的评定（A类评定）

在最大秤量3000kg时，用标准砝码在相同条件下，重复进行连续10次测量，得到测量数据如下：（单位：kg）

3000.0；3000.5；3000.0；2999.5；2999.5；

3000.0；3000.0；3000.5；2999.5；3000.5；

用贝塞尔公式求得单次实验标准偏差为：

自由度为：ν=n-1=9

则在最大秤量3000kg时：

由示值I重复性导致的测量结果的标准不确定分量为：

4.2 示值I分辨力引入的不确定度分量u2(y2)评定（B类评定）

由于e=1kg，采用闪变点法可以使分辨力为0.1kg，则不确定度区间半宽a=0.1kg，分辨力导致的不确定度按均匀分布考虑，所以k=。则由示值I分辨力导致的测量结果的标准不确定分量为：

在测量不确定度评定中，当重复性引入的标准不确定度分量大于分辨力引入的标准不确定度分量时，可以不考虑分辨力所引入的不确定度分量，但当重复性引入的不确定度分量小于被测仪器的分辨力所引入的不确定度分量时，应该用分辨力引入的不确定度分量代替重复性分量。

由于分辨力导致的不确定度已包含在示值重复性引入的不确定度分量中，所以在u1(y1)和u2(y2)中取较大者，故略去u2(y2)。

4.3 标准砝码L允许误差引入的不确定度分量u3(y3)

依据JJG99-2006《砝码》检定规程：

M1级1000kg砝码的最大允许误差的绝对值|MPE|为50000mg；

在最大秤量3000kg时：

砝码估算带来的最大允许误差为1.5kg×0.05kg≈0.08kg。

则由标准砝码L允许误差引入的测量结果的标准不确定分量为：

4.4 偏载误差引入的不确定度分量u4(y4)

载荷在秤台分布不均产生误差，同一载荷在不同位置的示值误差不超过（表一）规定的秤在该载荷下的最大允许误差。对于四只称重传感器，在每个传感器施加的砝码为最大秤量的1/3，为1000kg。

施加1000kg砝码时，最大允许误差为±1.0e；为±1.0kg，则半宽a=0.5kg。

则由偏载误差引入的测量结果的标准不确定分量为：

4.5 温度变化引入的不确定度分量u5(y5)

在规定条件下温度的变化可能会造成示值变化量为0.1e=0.1kg，则半宽a=0.05kg,服从均匀分布，所以k=。

则由温度变化引入的测量结果的标准不确定分量为：

可以看出温度变化导致的不确定度分量在不确定度评定中带来的影响很小，故略去。

5 合成标准不确定度的评定uc(y)

通过浅析各不确定度分量带来的影响，结合检定规程、检定方法，在最大秤量3000kg时，对测量结果影响较大的不确定度分量进行评定。

示值重复性引入的不确定度分量u1(y1)、标准砝码允许误差引入的不确定度分量u3(y3)及偏载误差引入的不确定度分量u4(y4) 。

由于各分量间彼此独立不相关。

则：

6 测量结果不确定度的报告与表示

在最大秤量输入量的标准不确定度评定时，为了使所给出的测量结果之间能够方便地相互比较，在大多数情况下取k=2,所确定的区间具有的包含概率p约为95%。

若k=2，则U=2uc(y)

=2×0.32kg

≈0.6kg

所以，检定分度值为1kg的中准确等级SCS-3型电子平台秤，在最大秤量3000kg时,其示值误差测量结果的扩展不确定度为U=0.6kg，k=2。

最佳测量结果可表示为:y=（3000.0±0.6）kg；k=2。

7 总结

随着经济水平的不断发展，商品贸易日益增多，电子平台秤的准确性起着非常重要的作用，为了维护企业和消费者的合法权益，提高电子平台秤的科学、规范化管理，对SCS-3型电子平台秤测量结果的不确定度进行浅析与评定，对于分析电子平台秤检定与规程要求的差距，探讨电子平台秤不确定度，具有现实意义。