电子汽车衡检定与不确定度分析

摘要：本文分析电子汽车衡检定与规程要求的差距，探讨电子汽车衡检定不确定度，旨在为有关电子汽车衡检定工作提供参考。

关键词：电子汽车衡 检定 不确定度

前 言

2003年12--2012年12月期间，笔者担任计量助理工程师主持电子汽车衡检定873台次，电子汽车衡修理257台次，安装电子汽车衡17台次，受检率为100%，修理后合格率为100%，在实际工作中，笔者时刻保持公正立场，一切业务工作都严格按照《计量法》及其他有关的法律法规的规定进行，本着公平、公正的原则，努力为客户提供优质的服务，在工作中总结了一些经验，为了进一步促进电子汽车衡检定工作的总体水平，笔者针对实际工作中发现的种种问题，分析电子汽车衡检定与规程要求的差距，探讨电子汽车衡检定不确定度，具有现实意义。

1、电子汽车衡检定与规程要求的差距

1.1 在《 数字指示秤检定规程JJG 539-1997》中，重复性测试、称量测试、鉴别力测试均需要测试最大称量，目前一些检定机构只具备5-10t的砝码，使用这些砝码无法按照《规程》去检定一台30t以上电子汽车衡。

1.2 即便是检定机构具有足够的标准砝码，从经济与效益角度考虑也很难运往检定现场。

1.3 针对100t电子汽车衡，《JJG 539-1997 数字指示秤检定规程》中要求有5个测试点，即最小称量、500e、50%最大称量、2000e、最大称量，按照e为20kg来计算，那么5个测试点需要使用砝码的总量将非常庞大，从经济与效益角度考虑一些检定机构很难按照《规程》去检定。。

1.4 依据《JJG 539-1997 数字指示秤检定规程》中的规定，在确定重复性误差时，要采用约为50%最大称量的砝码，将其在承载器上施加3次，如果确定100t电子汽车衡的重复性误差，需要在承载器上施加150t砝码，工作量十分巨大，从经济与效益角度考虑一些检定机构很难按照《规程》去检定。

1.5 《数字指示秤检定规程JJG 539-1997 》没有对衡器进行检定不确定度分析从而使检定结果缺乏科学性。

2、电子汽车衡检定不确定度分析

2.1 检定条件

根据《 数字指示秤检定规程JJG 539-1997》实施检定，检定对象为SCS-20型电子汽车衡，该种电子汽车衡的最大称量为20t，e为10kg。

2.2 检定方法

从零点开始加载砝码，按照由小到大的顺序直至最大称量，之后采用同样的方法卸载砝码，回到零点，示值误差即为分段示值与标准砝码的差值，根据《JJG 539-1997 数字指示秤检定规程》，共选取5个称量点，最小称量、500e、50%最大称量、2000e、最大称量。

2.3 数学模型

根据《 数字指示秤检定规程JJG 539-1997》，化整前修整误差计算公式为：

Ec=E-Eo=I+0.5e-m-m-Eo

因此可以得出：

I=m+Ec+Eo+m-0.5e

其中，I代表数字指示秤显示的示值，m代表标准砝码标称值，Ec代表化整前的误差，Eo代表零点误差，m代表附加小砝码，e代表电子汽车衡分度值。

考虑到检定设备、人员、环境、被检设备、检定方法等因素的影响，不确定度的来源主要有以下几个方面：

u1--标准砝码；u2--检定重复性；u3--零点误差；u4--电子秤偏载误差；u5--电源电压；u6--水平调正误差及温度影响误差。

2.4 标准砝码引起的不确定度

根据《 数字指示秤检定规程JJG 539-1997》，及《砝码检定规程 JJG99-2006》

M1级砝码25kg的扩展不确定度为183g，置信率为99.73%，正态分布，查表可知k为3，得出标准砝码引起的不确定度：

u1 =u （m） = uP/kP = 183/3 = 61g=0.06kg

2.5 检定重复性引起的不确定度

电子汽车衡检定重复性通过独立重复检定来确定，对电子汽车衡重复检定20次，得到一组检定误差（-1.0kg，-1.0kg，-0.5kg，-1.0kg，-1.0kg，-1.0kg，-0.5kg，-1.0kg-1.0kg，-1.0kg，-1.0kg，-1.0kg，-0.5kg，-1.0kg，-1.0kg，-0.5kg，-1.0kg，-1.0kg，-1.0kg，-0.5kg，）检定结果采用A类评定，检定结果用Ec表示，残差用v来表示，运用贝塞尔公式计算得出：∑Ec= （-1.0×15）+（-0.5×5） = -17.5 ∑V= 0 ∑v2 = 0.9375 平均Ec = -17.5/20 = -0.875kg

因此检定重复性引起的不确定度为：

u2 = ∑ （Eci- ） 2 = 0.0497kg≈0.05kg

2.6 零点误差的不确定度

由于Ec中已经包括零点误差因素，因此零点误差（u3）的不确定度已经包含在检定重复性引起的不确定（u2）中，可忽略不计。即：

u3=0

2.7电子汽车衡偏载误差引起的不确定度

在偏载试验中，采用1/3最大称量的砝码，将其放在秤台1/4面积中，允许误差d=5kg即最大值与最小值之间的差值≤5kg，在实际测量时，假设实际测量时偏载误差为检定误差的1/3，满足均匀分布，且包含因子：k=

因此，电子汽车衡偏载误差引起的不确定度为：

u4 = 5.0/（3× ）=0.96kg

2.8电源电压引起的不确定度

电源电压变化可能会导致示值波动0.2e，0.2e=2.0kg，假设半宽度a为2kg，满足均匀分布，且包含因子：k=

电源电压引起的不确定度即为：

u5 = 2.0/ = 1.15kg

2.9水平和温度引起的不确定度

目前，电子汽车衡秤显示仪表和传感器的制作材料、制作工艺都不断提升，通常情况下，温度的影响可以忽略不计，而电子汽车衡水平因素导致的不确定度同样以0.1e进行检定，即仪表分辨力为1kg，按均匀分布考虑，取k= 即有：

u6 =1/ =0.58kg

2.10 合成标准不确定度

由于电子汽车衡检定不确定度的来源各不相干，根据《测量不确定度评定与表示JJF 1059-1999 》，因此电子汽车衡的检定合成标准不确定度为：

uC= =

=1.608kg≈1.61kg

扩展不确定度U95 =3uC=3×1.61 = 4.83 kg

3、总结

随着我县煤炭水泥粮食等行业经济水平的不断发展，大宗商品贸易日益增多，而电子汽车衡对确保大宗商品贸易结算的准确性起着非常重要的作用，为了进一步规范我县电子汽车衡的使用和检定管理，维护企业和消费者的合法权益，提高电子汽车衡的科学化、规范化管理，根据《中华人民共和国计量法》第九条的要求，2004年已来我县质量技术监督局对县内所有在用电子汽车衡开展了专项检查。笔者按照国家《计量法》中的相关规定，负责维护全县最高的计量标准、社会公用计量标准及量值传递渠道，依法执行强制检定与其他检定任务，在日常工作中，笔者总结出了一些经验，目前大型电子汽车衡的应用越来越广泛，各级检定机构应该重新配置砝码，加强运输能力，并且应该从设备、人员、环境、检定方法等方面综合考虑，保证检定结果的可靠性。

参考文献

4.1 《中华人民共和国计量法》

4.2《 数字指示秤检定规程JJG 539-1997》

4.3《 测量不确定度评定与表示JJF 1059-1999》

4.4《砝码检定规程JJG99-2006 》