发布时间：2025-01-10 18:01:26 人气：
《混凝土配料秤(配料系统)》国家计量检定规程的测量不确定度分析青岛衡器测试中心二Ｏ一一年十月1用混凝土配料秤(配料系统)检定标准装置进行测量的不确定度分析与评定1、目的一切测量结果都不可避免具有不确定度。要完整地对测量结果的质量有个定 量的描述，就应当进行测量不确定度评定与表示。根据 JJF1059-1999《测量不确 定度评定与表示》的第 1.1 条中检定规程的起草和建立计量标准，开展某些特定 的测量、校准和质量检验等工作，其测量不确定度应进行分析和评定。2、要求建立混凝土配料秤和混凝土配料系统（以下简称“配料秤”）检定的计量标准 装置，计算该装置的测量不确定度。要求该装置的扩展不确定度 U 小于配料秤允 差的1/3，即：U≤1/3 mpev（1）该装置的范围为：15kg～3000kg。准确度等级的覆盖范围为：0.5级，1级， 2级, 5级，以0.5级混凝土配料秤为例进行计算。3、检定方法和数学模型在本检定规程中，检定可分为两类，静态检定和物料检定。3.1 检定方法3.1.1静态检定静态检定的方法按照本规程7.3.2 要求进行，即采用直接加砝码法，将砝 码直接加到被测配料秤的承载器上，利用“闪变点法”或者“内分辨力法”确定 配料秤静态称量的示值误差。
3.1.2物料检定物料试验采用分离检定法，即把已称量好的物料放到与配料秤相分离的控制 衡器的承载器上进行称量确定物料的约定真值；也可采用集成检定法，把配料秤 作为控制衡器，即把已称量好的物料直接使用配料秤确定物料的约定真值。在确 定物料的约定真值时，可利用“闪变点”法或者衡器内分辨率法确定物料的化整 前示值，若无法利用这两种方法也可采用直接读数法。2 3.2 数学模型 3.2.1静态检定根据本规程的要求和数学分析，静态检定的数学模型为：E=(I+0.5d-ΔL)-L（2）式中：P——化整前的示值；I——配料秤的示值；d——配料秤的分度值；ΔL——加到承载器上的附加载荷；L——砝码的实际值；E——化整前的误差； 3.2.2 物料检定根据本规程的要求和数学分析，物料检定的数学模型为：I L −E100×%（3）L式中：I配料秤显示的分离载荷或累计载荷的重量值；L控制衡器称量的试验装料的重量值；E配料秤的称量误差。 4、标准器具的配置M 级砝码： 500mg～2kg一套15kg～20kg152个 控制衡器：电子台秤： Max=50kge=10g电子台秤： Max=2000kge=0.5kg其它控制衡器（略） 5 、测量不确定度的分析与评定 5.1静态检定的测量不确定度评定 5.1.1 影响静态检定的测量不确定度来源有：a. 重复性条件下配料秤的重复性；b. 标准器（砝码）的质量值不准；c. 配料秤数字示值的分辩力；d. 测量方法与规定的测量方法和程序的不一致性；3e. 人员误差的存在；f. 环境对测量结果的影响。
在参考条件下，由于检定时间较短，环境相对稳定，可不必考虑上述不确 定度来源中影响较小的d、e、f 条；只考虑重复性、砝码的质量值不准和配料秤 数字示值的分辩力的影响。5.1.2 标准不确定度分量的评定5.1.2.1配料秤重复性导致的A类测量不确定度分量u1应按规定首先对配料秤在最大秤量进行重复性检定，即多次往承载器上加 放同一载荷检查混凝土配料秤的指示的一致性,测量 n 次得一组数据。然后对重 复测量的数据按贝塞尔公式进行计算得到样本标准偏差 s(xi)，又称 s(xi)为实 验标准偏差，公式为：s In( ) i2−u( − I) / I( n1)n（4）1∑ ini 15.1.2.2 砝码质量值不准导致的测量不确定度分量u2作为标准器的M 级砝码，相对于配料秤来讲其性能是非常稳定的，随机影响1 很小，但砝码提供的实际值与砝码真值之间存在着误差，可以用B类评定方法进 行评定。由于M 级砝码通常没有修正值，这样砝码实际值通常在砝码允差范围内变1 化，作为均匀分布处理，其k值为 3 ，则每一个砝码引入的不确定度分量为：u mpev / i 3（5）分有时需要使用多个砝码的组合而构成一静态载荷，这样就存在着多个砝码 不确定度的合成问题。
由于某一标称值的同一组砝码通常是同时检定，检定时使 用的天平和高一级砝码是同一套，这样就可能造成这些被检砝码实际值之间的相 关，再加之砝码检定时通常是把砝码的误差调整到允差的正向范围。由于砝码组合的质量值是强相关，相关系数为1。这样由砝码组合的示值相 关性引入的测量不确定度合成为每一个砝码允差的累加，，所以nnuumpev/ 3∑ ∑i2分i 1i 1（6）这一点可以通过砝码允差规定得到证实，例如：M1 级 20kg 砝码的允差为4 1g，M1 级 1t 砝码的允差为 50g，若用 50 个 20kg 的砝码合成 1t 的砝码，用砝 码允差累加的方法得到结果（50×1g=50g）是一致。5.1.2.3 配料秤数字示值分辨力带来的测量不确定度分量u3由于在进行数字指示配料秤的检定时，通常可采用“闪变点”法或内分辨 率法确定衡器化整前的示值误差。采用“转变点”法可使数字示值的分辨率δx 变为 0.1d；采用内分辨率法可使数字示值的分辨率δx 变为 0.2d。既是这样也 无法消除数字示值的化整带来的测量不确定度，若无法采用“闪变点”法或内分 辨率法，衡器的数字示值分辨率δx 为 d。数字示值化整分布应为均匀分布，其 k值为 3 。
则：u3=(δx/2)/ 3 ＝0.29δx（7）3.1.3 合成标准不确定度的评定2 2 2uu u +uc + 12 3（8）3.1.4 扩展不确定度的评定取 k=2，则扩展不确定度：U ku ，k=2（9）c5.2 物料检定的测量不确定度评定5.2.1影响物料检定的测量不确定度来源有：a.重复性条件下配料秤的重复性；b.标准器（控制衡器或砝码）的示值不准；c.配料秤的数字示值的分辨力；d.测量方法与规定的测量方法和程序的不一致性；e.人员误差的存在。f.环境（如振动、干扰）对测量结果的影响在参考条件下, 由于检定时间较短,环境是相对稳定的，可不必考虑上述不 确定度来源中影响较小的d、e条，f条属高阶小量可以忽约不计, a条配料秤的 重复性、b条标准器的示值不准、c条配料秤示值的分辨力5.2.2 标准不确定度分量的评定5.2.2.1 配料秤的重复性导致的A类测量不确定度分量u动15在重复性测量条件（包括相同的称量速度、相同的载荷、相同的环境条件、 相同的称量方法等）下，重复称量10次，采用贝塞尔公式计算u动1s In( ) i2− u ( − I) / I( n1)n（10）动1∑ ini 15.2.2.2 标准器(控制衡器)引入的测量不确定度分量u动2我们采用分离式控制衡器法或集成式控制衡器法中称量方式确定试验装料 质量的约定真值，由控制衡器提供的示值不准导致的测量不确定度分量u动2若使用准确度较高的控制衡器,其分度值较小、分度数多,并且在稳定的环 境条件情况下使用，控制衡器提供的示值不准导致的测量不确定度可以用B类评 定方法得到。
合格的控制衡器，其示值误差在允差范围内。按级秤要求计算, 最大误差为（0.5～1.5）d（0～500 d，最大误差为0.5 d；500～2000 d，最大 误差为1.0d； 2000～10000 d，最大误差为1.5 d），按均匀分布k3 。u =（0.5～1.5）d/ 3（11）动25.2.2.3 配料秤示值分辨力带来的测量不确定度分量u动3由于在进行配料秤的物料检定时，无法采用“闪变点法”确定配料秤化整 前的示值误差。因此对于动态分度值d 的配料秤，其数字示值分辨力就是d，所 以由于分辨力引起的不确定度为：1/ 2du = 3 =0.29d（12）动35.2.3 合成标准不确定度的评定222u动c u动1 +u动2 +u动3（13）5.2.4 扩展不确定度的评定取 k=2，则扩展不确定度：U = ku ， k=2（14）动动5.3检定结果的不确定度汇总测量不确定度灵敏 序号标准不确定度分量系数 5.1静态检定的测量不确定度评定6s In 5.1.2 重复性导致的A类测量( ) i2−1u( − I) / I( n1)n.1 不确定度分量u11n∑ ii 1砝码质量值不准导致nn 5.1.2的测量不确定度分量u 1umpev/ 3∑ ∑i .22分i 1i 1u2配料秤数字示值分辨 5.1.2力带来的测量不确定1u =(δx/2)/ 3 ＝0.29δx.33度分量u3 5.2物料检定的测量不确定度评定配料秤的重复性导致s In 5.2.2( ) i2− u ( − I) / I( n1)n.1 的A类测量不确定度分1动1∑ i量u动1ni 1标准器(控制衡器)引 5.2.23u =（0.5～1.5）d/入的测量不确定度分1动2 .2量u动2 5.2.2 配料秤示值分辨力带1/ 2d来的测量不确定度分1.3u =3 =0.29d动3量u动36、测量不确定度的评定示例若对一台0.5级混凝土配料秤,Max=2000 kg，分度值d=1kg。
6.1秤量为1000kg的静态检定测量不确定度。0.5级混凝土配料秤静态检定的允差=±1.0d=1.0kg。6.1.1标准不确定度6.1.1.1重复性导致的A类测量不确定度分量u1试验数据（称量结果，kg）：1000.2、1000.6、 1000.2、 1001.0、 1001.2、 1000.4 、1000.6 、1000.8、1000.6、1000.8。10次测量结果的平均值为 1000.58g kg，按照公式（4）：ns m( ) i2u( − m) /m( n1)n− =0.109kg1∑ ini 16.1.1.2 砝码质量值不准导致的测量不确定度分量u21000kg的静态载荷由50个20kg的M 级砝码组合而成，20kg的M 级砝码允差11 为1g，，按照公式（5），则：u =1g×50/ 3 =0.028kg26.1.1.3 配料秤数字示值分辨力带来的测量不确定度分量u3配料秤的分度值d =1kg,采用“转变点法”确定配料秤化整前的示值误差，j7 按照公式（6），则：u =δ /2 3 =0.29δ =0.029kg。3 xx6.1.2标准不确定度的合成222222u动c u动1 +u动2 +u动30.109 +0.028 +0.029 =0.117kg6.1.3 扩展不确定度取k=2，则扩展不确定度：U ku =2×0.117kg=0.234kg，取二位有效数字，c 则U =0.24kg。
测量不确定度符合公式（1）的要求。6.2 试验装料为1000kg的物料检定测量不确定度。0.5级混凝土配料秤物料检定的允差=±0.25%×1000kg=2.5kg6.2.1标准不确定度6.2.1.1配料秤的重复性导致的A类测量不确定度分量u动1试验数据（称量结果，kg）：1000.2、1000.6、 1000.2、 1001.0、 1001.2、 1000.4 、1000.6 、1000.8、1000.6、1000.8。10次测量结果的平均值为 1000.5
