电子秤测得值的不确定度评定与分度值的选取

电子秤测得值的不确定度评定与分度值
的选取
摘要：2019年9月24日在福建省计量科学研究院进行了电子秤量值计量比对，笔者作为单位计量负责人，关注了本次比对活动。

参加比对的实验室共73
家。

根据要求，参与方自带比对所需标准器，提供《计量标准考核证书》、标准
器的检定证书、2名电子秤检定员证书。

福建省计量科学研究院提供比对样品，
并确定其参考值。

本次参加实验室数量确定分成7组。

主导实验室共准备11个
比对样品，每个小组同一个标准样品。

按照规定时间和程序圆满完成了这次任务，试验结束后，当场向主导实验室提交比对原始记录，并在5个工作日内提供相关
资料文件及电子文件数据。

关键词:砝码;电子秤;分度值;不确定度
引言
集中市场是人们进行商品交易的重要场所，也是改善人民生计的政府项目之一。

电子秤是集中市场用于商品贸易结算的计量工具，因其不确定度与分度值的
不同，称得的数据不同，主要是精度引起的误差。

下面让我们来谈谈不确定度的
评定与分度值的选取。

1电子秤
电子秤是一种常见的衡器，其基本原理也比较简单，就是是利用胡克定律或
力的杠杆平衡原理测定物体质量的工具。

随着电子工业和非电测量技术的不断发展，基于电磁原理的电子衡器具有较高的整体称重精度、稳定性和准确性，也逐
渐在市场上被广泛应用。

而中国的电子秤制造商也是非常多的，为了满足市场的
多元化需求，电子秤产品的功能和精度也有很大的改变。

以杭州爱瑞特公司的电
子秤产品为例，称重仪器的范围从15公斤到500吨，涉及范围非常广泛。

电子
秤有便携式、单面直显、耐高温吊秤、无线远程传输等多种类型。

2静态计量性能
笔者从业于漆包圆绕组线行业，其产品均需称重，涉及贸易结算，买卖双方，都对称量的精度很重视，这就对电了秤的静态计量性能要求高，静态测量性能是
在非自动称重状态下的电子秤测量性能。

当电子元器件平衡静态测量性能处于非
自动称重状态(如所有非自动均衡器)时，应具有精度、灵敏度、稳定性、重复性
等基本测量性能。

但是，对于电子秤，这些性能的准确描述往往存在许多差异，
而电子秤是按重量传感器自动称重的。

均衡器精度是力传输和转换过程中称重系
统的精确可靠特性。

对于电子秤，是指称重传感器的力转换以及测量显示仪表结
果处理的精度和可靠性。

电子秤精度通常是称重传感器和显示仪器测量系统误差
的组合。

3不确定度的评定测量依据
JJG539－2016《数字指示秤检定规程》。

环境条件温度:(－10～40)℃。

1.3
主要标准器M1等级砝码。

校准对象及参数电子秤准确度等级为III级。

最大秤
量为30kg，检定分度值e为10g，选取30kg测试点为校准参数，最后确定相对
不确定度值。

测量过程描述用砝码直接加载、卸载的方式，化整前示值与标准砝
码之差即为化整前的示值误差。

3.1最小秤量秤量点
20g)(1)第1次加载，加载20g标准砝码，连续放0.1g附加砝码6个，
则:P=I+0.5e－ΔL=20+0.5×1－0.6=19.9g(2)第2次加载，加载20g标准砝码，
连续放0.1g附加砝码6个，则:P=I+0.5e－ΔL=20+0.5×1－0.6=19.9g(3)第3
次加载，加载20g标准砝码，连续放0.1g附加砝码6个，则:P=I+0.5e－
ΔL=20+0.5×1－0.6=19.9g最小秤量秤量点(20g)算术平均值
为:(19.9+19.9+19.9)/3=19.8g
3.2电子秤的示值分辨率引起的标准不确定度分项u(P2)的评定，用B类标
准不确定度评定
电子秤的分度值e=10g，用“闪变点”法确定分辨率为0.1e=1g，则半宽区
间为0.5g，估计分布为均匀分布，则由示值分辨率引起的标准不确定度为:
3.3偏载检定
如果具有自动置零或零点跟踪装置的秤，检定期间应超出工作范围或不能运行。

（1）承载器不多于四个支承点的物联网电子计价秤，将砝码依次加放到约
等于承载器1/4的区域内；（2）承载器多于四个支承点的物联网电子计价秤，
将砝码加放到每一个支承点上方；（3）对称量滚动载荷的物联网电子计价秤，
将标准质量滚动载荷加放到承载器的不同位置上，这些位置应在正常滚动方向上，应处于承载器的起始端，中部和末端，然后反方向重复这一操作；（4）偏载量
的确定，执行检定规程的相关规定。

3.4比对测量不确定度
按照JJF1059.1－2012《测量不确定度评定与表示》进行，笔者所在单位
《电子秤测得值的不确定度评定报告》经过主导实验室确认。

扩展不确定度的评
定为:(1)最小秤量点(20g)U=k·u(E)=2×0.076g=0.2g(2)500e秤量点
(500g)U=k·u(E)=2×0.046g=0.1g(3)最大秤量点
(3000g)U=k·u(E)=2×0.098g=0.2g
3.5减量型卸料称重模型
材料称重完毕后，首先计算各种要减小的材料的闭合值，然后依次打开天平，按一定的时间顺序卸载材料，当天平上剩馀材料的重量等于闭合值时停止卸载，
测量实际卸载值和在重量过程中存在超存在物料。

在卸料过程中，系统会根据减
少类型卸料物料，因此部分物料仍处于平衡状态，并且卸料的实际数量将限制在
允许的误差范围内，也就是说，这是一种超不容反悔的处理。

馀额中保留的材质
将用作下一个权重的预设。

在上述称重模块中，增量称重模块和减空称重模块适
用于单故障配料系统，累计称重模块适用于多故障配料系统。

3.6输入量m的标准不确定度评定
用B类标准不确定度评定用30kgM1等级砝码作为输入量m，估计为均匀分布，则其不确定度u(m)槡=MPE/3，MPE为最大允许误差，查表得到30kgM1等级砝码
最大允许误差为1.5g，则其标准不确定度为:
4分度值的选取
4.1电子秤分度值
电子秤的分度值就是电子秤可以细分测量重量的最小值，又称精度，电子秤
的分度值越小测量质量时的精度越高。

电子秤分度值就是能显示最小变化的值。

4.2电子秤分度值选取（确定）
4.2.1电子秤分度值分类
根据国家标准，电子秤衡器的精度等级为(III)级秤，鉴定分度一般为3000
分度，其最小分度值根据秤量的大小从1g至50kg不等。

中准确度等级III的电
子秤分度数是2000~10000，经常使用的是1、2、5这三个数。

4.2.2检定分度值选取（确定）
根据国家标准,电子秤属于三等衡器,分度数在2000~10000,检定分度值用"E"
表示,显示分度值用"D"表示,检定分度值可以等于显示分度值,也可以E=10D.比如:最大称量3公斤的电子秤,显示分度值D=0.5克,那么这台秤的检定分度值等于5
克
4.2.3计量产品时电子秤分度值确定
先要估算产品的单重范围，再确定秤的最小称量与最大称重，以此来确定秤的量程。

根据秤的最大称重来确定选取分度值，简单的说就是最大称量÷分度数=分度值。

分度值越小，分度数越大，精度越高，对电子秤的质量要求越高，电子秤产品精度高了，各种误差也就相对大了，而且电子秤的显示值的稳定性也会加大。

漆包圆绕组线每轴重量一般为3kg至60kg,用的电子秤的最大称重为15kg、100kg，称量10kg下的产品，一般选5g分度值；称量10kg至30kg的产品，一般选10g分度值；称量30kg至60的产品，一般选20g分度值.
结束语
随着电子技术的不断提高，电子天平和电子秤的应用范围在逐年扩大，而使用范围和使用精度不同，也令其用途各有不同。

目前已经有利用现代传感器技术进行数据采集的高科技电子秤，能结合电子技术和微机技术，实现对目标物体的快速称重管理。

经过多年的发展，电子天平和电子秤已经形成了较为丰富和立体的类型体系，逐渐适用于多领域的称重作业，加强整体的技术研究，并提高称量的精度，是未来电子衡器的发展方向。

参考文献
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