電子衡器計量檢定不確定度評定相關問題分析

周明皓

摘? 要：經濟是國家發展的核心，其中商業化發展占有的比重越來越大，電子衡器被應用到日常的生產生活中，成為計量產品的重要工具。電子衡器的應用讓生活更加便利，它不僅僅是一個普通的計量工具，有時候甚至可以上升到國家貿易公平性的高度。為了保證市場有秩序的正常運行，電子衡器的計量檢定工作需要得到重視，準確性是計量檢定工作的關鍵。因此，本文通過對電子衡器等相關概念的闡述，分析電子衡器計量檢定不確定度的評定過程，希望能夠為計量檢定工作的實施提供參考。

關鍵詞：電子衡器;計量;不確定度評定

科技的發展改變了人們的生活方式，尤其是科技在生產設備領域的應用，制造出很多先進又方便的生產生活用具，電子衡器就是其中的一個具體表現。經濟的發展帶動電子衡器進入一個新的時期，被使用的范圍廣泛，也催生了各種類型的電子衡器。而電子衡器的多樣性也為計量檢定工作增加了不少難度，這個過程中就容易出現計量檢定的不確定度，小細節就會影響到最終的計量結果，降低稱量的準確性，破壞貿易往來的公平。

1 電子衡器設備常見的問題

1.1 產品設計有缺陷

一個產品的問題很容易出現在產品的本身設計上，在設計電子衡器設備的內部結構時，就可能有很多細節沒有考慮到，最后在成品中出現各種問題。比如電磁對電子衡器的干擾;溫度變化的影響，溫度的高低或者突然變化的溫度差等情況都可能使計量結果出現誤差;還有一點就是濕度問題，產品在潮濕的環境中使用也會出現偏差，這些問題都是產品設計時需要解決的。

1.2 追求效益

有的企業可能過于追求產品能帶來多少利益，而忽視了產品本身的質量，為了降低生產成本，在制造電子衡器的時候用的原材料多為低質甚至是不合格的。

1.3 檢驗把關不嚴格

企業產品生產中最終環節也是最重要的一步就是質檢，很多廠家都沒有質檢部門或者根本不按規定對產品進行測試和檢驗，保證不了產品的質量。

2 測量不確定度與測量誤差

很多人對計量檢定結果的不確定度都有誤解，認為不確定度就是結果中的誤差，事實上兩者之間還是有一定區別的。不確定度以誤差理論為基礎依據，研究方式上是有一定的相似程度的，不確定度在誤差之上建立，具有類似的計算和評定方式，而兩者之間的區別主要在于定義和具體操作中。不確定度是根據測量數據結果的分散性，對數據進行分析和計算從而得到的一個區間值，不是具體數值。誤差則是測定結果與實際之間的差值。在進行不確定度的測定時，是工作人員通過參考資料以及借鑒相關經驗對測量結果有一個范圍的定值，這種操作容易被測定人員的水平影響。而誤差則是測量值與真實數值的偏差程度，一般都是估算出來的，受到其它因素影響較小。但是無論是誤差還是不確定度都是一種估值，并沒有絕對的意義。

3 電子秤不確定度評定方法探討

在本研究過程中，采用的是市場上常用的Ⅲ級電子秤，這種電子秤的最大稱量為15公斤，最小分度值為5克，這種電子秤測量結果更加準確，能夠確保研究工作順利進行。選用的砝碼是100毫克至10公斤的四等砝碼，確保每一類砝碼的誤差值在允許范圍之內。在研究過程中，確保環境溫度在-10度到40度之間。本研究中存在的不確定度主要來源于三個方面：一是在測量過程中，存在著重復性，所以，影響到不確定度;二是環境溫度的變化和電子秤的水平偏差會影響到電子秤的不確定度;三是不同的電源或者電壓的變化會導致電子秤存在不確定度。

3.1 因測量的重復性而導致的不確定度

在試驗中，通過在電子秤上測量15kg的固定砝碼，分別示值為：15.000、14.995、15.000、15.000、14.995、14.995、14.995、15.000、14.995、14.99

5，共測量十次，經計算，其平均值為14.997kg，本次試驗的標準差是0.258g，隨機抽取五臺這樣的電子秤，采用以上方法測量十次，所使用的砝碼仍然是15kg的固定砝碼，針對每次試驗所用的電子秤測量的十次數據，都采用以上方法，算出平均值和標準差，最后再根據幾臺電子秤的測量和計算結果，算出標準差，最后的標準差為0.41，綜上所述，這次試驗中由于重復測量帶來的不確定度為0.29，自由度是90。

3.2 電子秤水平偏差影響所產生的不確定度

先來研究電子秤因為水平偏載而產生的不確定度，按照相關技術規程，取最大稱量的三分之一砝碼，讓這些砝碼占電子秤秤臺的四分之一，經過計算得出，偏載測量最大值和最小值之間的差不超過5g。實際上，在使用電子秤的過程中，由于砝碼放置位置產生的誤差遠遠小于電子秤水平偏載所產生的誤差。如果將電子秤的偏載誤差設定為使用過程中誤差的三分之一，并且，其分布滿足設計要求，可以計算出，電子秤因水平偏差所產生的不確定度為0.48克，其自由度為50。

3.3 因電源和電壓所產生的不確定度

在試驗中，示值會受到電源電壓的變化影響，通常受到電源電壓所影響而產生的示值變化幅度為五分之一分度值，也就是1g，如果設定半寬為1g，且其分布滿足要求，可以計算出應電源電壓變化而產生的不確定度為0.58克，自由度為50。

3.4 輸入量p的不確定度

（1）輸入量m的標準不確定度。通過查詢誤差表能夠知道，15千克（kg）砝碼的允許誤差為±0.75g，據此，通過相關計算公式可以計算出輸入量m的不確定度為0.43克，自由度為50。

（2）合成標準不確定度。在研究過程中，知道輸入量p、輸入量m這兩者是相互獨立的，他們的敏感系數分別為-1，1，據此，根據相關計算公式，可以求出標準不確定度為0.96克，有效自由度為179。

4 測量不確定度在計量檢定中的具體應用

4.1 測量裝置中的不確定度應用

在對電子衡器進行計量檢定的過程中，不僅要獲取到測定的數據結果，還要根據測定過程以及測定標準與實際測定結果的分析得到計量測定的不確定度。以出租車計價器為例，在對計價器進行檢定的時候，可以分時段進行計量測定，最后將各個階段所得到的數據統一整合，分析出這些時段的不確定度，最后根據得到的不確定度擴展分析計算，得到一個具有普遍性的不確定度范圍值。運用這種方法，能夠為復雜的裝置提供一個計量檢定參考方式，確保檢定結果更加準確。

4.2 測量器具中不確定度的應用

生活中的電子衡器種類多樣，根據功能、樣式結構、品牌可以分為多個類別。以家用的電能表舉例，電能表是統計測量家中用電量的重要器具，需要具有高準確性和穩定性。而電能表在使用過程中，受到的影響因素也比較多，在評定其不確定度的時候要充分考慮到這些影響因素對數值產生的變化，全面分析不確定度數值與真實數值之間的數據。

5 結束語

總而言之，即使國內的電子衡器已經發生了巨大的改變，發展也比較迅速，在電子衡器產品的結構設計還是生產水平都有了巨大突破，但是與國際先進水平還是有很大的差距，尤其是在電子衡器的穩定和精確程度以及計量檢定的工作方法上，都需要更加深入研究，提升空間還很大。

參考文獻

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