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摘 要：伴随着国民经济的快速发展，电子衡器在我们的生活中得到了越来越广泛的应用。电子计量仪器不仅仅是一个简单的计量工具，而且还能体现一个国家的贸易公平。为了维护市场的正常秩序，确保市场有效运转，必须重视电子衡器计量检定工作。因此，本文主要探讨了电子衡器计量不确定度的相关问题，以期为提高电子衡器计量精确度提供参考依据。
关键词：电子衡器；计量；不确定度；检定
衡器属于商业贸易领域中所使用的一种计量器具。不仅与人们的消费活动有着密切联系，而且也关系到国与国之间的贸易结算。因此，世界各国都非常重视衡器的管理工作，大部分国家还将衡器纳入到强制检定项目中。我国将计量检定规程作为评价衡器计量性能的主要参考依据。通过参照有关规程来对市场上各类电子衡器进行检定，从而更好地维护市场正常秩序。随着科技的发展，电子衡器发展迅速，种类繁多，功能也更多。因此，有必要对电子衡器计量检定中的不确定问题进行研究。
1测量不确定度的概述
测量不确定度属于测量结果的重要参数之一，能让被测量值的表征呈分散性特征。不确定度的测量参数是由不同分量组成的，而获取各种不确定度值的方法是非常复杂多样的。在测量不确定度值的过程中必须考虑很多变化因素的干扰，特别是测量各种处于统计控制状态下电子衡器。简而言之就是对同一计量檢定进行多次测量，然后利用贝塞尔公式计算分散性结果数据。测量不确定度属于测量结果显示的重要方面，因此，测量结果报告中除了要有测量结果，还应附上测量不确定度。
测量结果的误差性、测量结果的可靠性及不肯定程度均是反映测量不确定度的不确定性的主要因素。通过相关参数来反映测量结果的质量[1]。由于各种人为因素与测量因素的干扰，得到的测量值呈分散性特征。每次测量得到的数据都不尽相同，而是具有一定规律性，按照一定概率分散在某个数值区间。因此，这种概率也带有一定的分散性特点，而测量不确定度就能体现出被测量值的分散性参数。这就能进一步评定测量结果的数值与真值的接近程度。目前，通过标准差或标准偏差的数值来反映测量不确定度，从而使上述分散性特征表征化。在工作中可通过测量不确定度来获取测量结果的置信区间，因此，可采用标准偏差与置信区间的半宽度来表示测量不确定度。
2测量不确定度与测量误差分析
不确定度与误差经常被混为一谈，其实二者有一定联系，也有不少区别。误差理论是测量不确定度的重要理论基础，二者的研究手段也比较相似。二者的主要差别在于定义上，测量不确定度体现的是测量结果在数据值方面的分散性特点，通过分析评定测量中得到的分散性数据，最终计算出一个数值区间；测量误差是指测量结果与真值间存在的差度值[2]。在测量不确定度的时候，工作人员可参考实验结果、相关资料以及以前的经验来大致评定测量值的分散性数据。不过这种分析评定方式极易受到工作人员的专业能力的影响。与误差一样，测量不确定度也属于一个估计值，不能代替真实值，也无法对量值进行修正。误差虽是一个估算值，也无法准确反映出真实值，但误差不受外部人为因素的干扰。可见，误差是一种客观存在的现象，有时可根据误差对测量进行修正。
3电子衡器不确定度的评定方法
3.1研究对象
根据中国当前有关规定来看，在开展研究工作时应将外部温度调整在-10～40℃之间。研究工具为100mg～10Kg的四等砝码，要求每类砝码的误差值必须≤（0.5mg～0.5g）。为确保测量值的准确性，本次研究采用Ⅲ级电子秤，该电子秤的称量上限为15kg，分度值为5g。
3.2电子衡器的测量过程
在开始测量时，工作人员需从零开始，逐渐增加砝码进行分析。按照从小到大的顺序增加砝码，直到达到电子秤的最大称量，随后又按照从小到大的顺序减少砝码，最后归零。在此过程中所出现的示值误差就是标准砝码与分段示值之间的差。在检定电子秤的时候，工作人员应选择最小秤量20分度值，500分度值，2000分度值，最大秤量50%，最大秤量[3]。
3.3制作数学模型
为确保研究结果的准确性，需构建相应的数学模型：
△E=P-m（△E表示电子秤的示值误差；P代表电子秤的示值；m代表标准砝码的值）
3.4评定不确定度的方法
本次研究中存在的不确定主要来自三方面：一是测量过程的重复性所引起的电子秤的不确定度；二是因为温度以及电子秤水平偏差方面的差异而引起的电子秤不确定度；三是因为电压或电源的影响而引起的电子秤不确定度。
3.4.1电子秤示值P所引起的不确定度
（1）温度及电子秤水平偏差原因
首先需要测定电子秤由于水平偏载而导致的不确定度。在电子秤上将最大称量的1/3砝码放在秤台面积的1/4上，由于砝码所占半宽为2.5g，计算后发现最大值与最小值之间的差≤5g。通常来讲，人们使用电子秤时，砝码放置的位置所引起的误差明显低于由水平偏载所引起的误差[4]。若把电子秤使用过程中的偏载误差设定为试验种误差的三分之一，且要求其分布必须符合设计规定，便可计算出电子秤由于水平偏差所造成的不确定度为0.48g，其自由度为50。
（2）电压或电源原因
在试验种若电源电源有变化，示值也会随之改变。示值变化幅度是0.2分度值，具体来讲就是1.0g。若半宽设为1.0g，其分布情况符合相关设计规定，可得出不确定度为0.58g，自由度为50。
（3）测量重复性原因
每次测量结果都有一定差异，经计算本次试验标准差为0.41g，因此，由于重复测量所造成的不确定度为0.29g，自由度为90。
（4）输入量P的不确定度
输入量P不确定度是由电子秤偏载误差造成的不确定度、电压电源不确定度、测量重复性造成的不确定度组成的[5]。因此，将上述三个不确定度结合起来就能得到输入量P的不确定度。
3.4.2输入量m的标准不确定度
通过查询允许误差表可知，15kg砝码的允许误差是±0.75g，由此可得到m的标准不确定度为0.43g，其自由度为50。
3.4.3合成标准不确定度
由于P与m是相互独立的关系，先计算出二者的灵敏系数，分别为1与-1，再计算合成标准不确定度为0.96g，最终得出其有效自由度为179。
3.4.4擴展不确定度
若把合成标准不确定度的有效自由度设为10，置信率为95%，再查阅有关资料可计算出Kp为1.984，而扩展不确定度为1.8g。
4结语
总之，随着科技的快速发展，电子衡器正朝着运行迅速、计量准确、精密度高的方向发展。但从实际来看电子衡器计量结果不确定度仍是一个主要问题。随着大型衡器种类的增加，而检定部门运输力量跟不上，即使有了大型砝码，也很难将其运输到检定现场。这就需要我们工作人员继续钻研，探索更高效、准确的计量检定方法，不断提高电子衡器计量检定工作水平，从而更好地维护市场秩序，为贸易的公平性奠定基础。
参考文献：
[1]张宝杰.电子衡器计量检定不确定度评定相关问题探讨[J].城市建设理论，2013，22（36）：25-27.
[2]单鹏飞，季华.电子衡器测量不确定度的相关问题探讨[J].工业计量，2013，（s1）：155-156.
[3]安然.电子衡器计量检定不确定度评定相关问题探讨[J].商品与质量，2013，27（9）：46-46.
[4]赵付伟.浅析电子衡器不确定度问题[J].科技风，2015，15（10）：133-133.
[5]祖绍虎.电子台秤示值误差测量结果的不确定度评定[J].衡器，2017，46（5）：136-137.
关键词：电子衡器；计量；不确定度；检定
衡器属于商业贸易领域中所使用的一种计量器具。不仅与人们的消费活动有着密切联系，而且也关系到国与国之间的贸易结算。因此，世界各国都非常重视衡器的管理工作，大部分国家还将衡器纳入到强制检定项目中。我国将计量检定规程作为评价衡器计量性能的主要参考依据。通过参照有关规程来对市场上各类电子衡器进行检定，从而更好地维护市场正常秩序。随着科技的发展，电子衡器发展迅速，种类繁多，功能也更多。因此，有必要对电子衡器计量检定中的不确定问题进行研究。
1测量不确定度的概述
测量不确定度属于测量结果的重要参数之一，能让被测量值的表征呈分散性特征。不确定度的测量参数是由不同分量组成的，而获取各种不确定度值的方法是非常复杂多样的。在测量不确定度值的过程中必须考虑很多变化因素的干扰，特别是测量各种处于统计控制状态下电子衡器。简而言之就是对同一计量檢定进行多次测量，然后利用贝塞尔公式计算分散性结果数据。测量不确定度属于测量结果显示的重要方面，因此，测量结果报告中除了要有测量结果，还应附上测量不确定度。
测量结果的误差性、测量结果的可靠性及不肯定程度均是反映测量不确定度的不确定性的主要因素。通过相关参数来反映测量结果的质量[1]。由于各种人为因素与测量因素的干扰，得到的测量值呈分散性特征。每次测量得到的数据都不尽相同，而是具有一定规律性，按照一定概率分散在某个数值区间。因此，这种概率也带有一定的分散性特点，而测量不确定度就能体现出被测量值的分散性参数。这就能进一步评定测量结果的数值与真值的接近程度。目前，通过标准差或标准偏差的数值来反映测量不确定度，从而使上述分散性特征表征化。在工作中可通过测量不确定度来获取测量结果的置信区间，因此，可采用标准偏差与置信区间的半宽度来表示测量不确定度。
2测量不确定度与测量误差分析
不确定度与误差经常被混为一谈，其实二者有一定联系，也有不少区别。误差理论是测量不确定度的重要理论基础，二者的研究手段也比较相似。二者的主要差别在于定义上，测量不确定度体现的是测量结果在数据值方面的分散性特点，通过分析评定测量中得到的分散性数据，最终计算出一个数值区间；测量误差是指测量结果与真值间存在的差度值[2]。在测量不确定度的时候，工作人员可参考实验结果、相关资料以及以前的经验来大致评定测量值的分散性数据。不过这种分析评定方式极易受到工作人员的专业能力的影响。与误差一样，测量不确定度也属于一个估计值，不能代替真实值，也无法对量值进行修正。误差虽是一个估算值，也无法准确反映出真实值，但误差不受外部人为因素的干扰。可见，误差是一种客观存在的现象，有时可根据误差对测量进行修正。
3电子衡器不确定度的评定方法
3.1研究对象
根据中国当前有关规定来看，在开展研究工作时应将外部温度调整在-10～40℃之间。研究工具为100mg～10Kg的四等砝码，要求每类砝码的误差值必须≤（0.5mg～0.5g）。为确保测量值的准确性，本次研究采用Ⅲ级电子秤，该电子秤的称量上限为15kg，分度值为5g。
3.2电子衡器的测量过程
在开始测量时，工作人员需从零开始，逐渐增加砝码进行分析。按照从小到大的顺序增加砝码，直到达到电子秤的最大称量，随后又按照从小到大的顺序减少砝码，最后归零。在此过程中所出现的示值误差就是标准砝码与分段示值之间的差。在检定电子秤的时候，工作人员应选择最小秤量20分度值，500分度值，2000分度值，最大秤量50%，最大秤量[3]。
3.3制作数学模型
为确保研究结果的准确性，需构建相应的数学模型：
△E=P-m（△E表示电子秤的示值误差；P代表电子秤的示值；m代表标准砝码的值）
3.4评定不确定度的方法
本次研究中存在的不确定主要来自三方面：一是测量过程的重复性所引起的电子秤的不确定度；二是因为温度以及电子秤水平偏差方面的差异而引起的电子秤不确定度；三是因为电压或电源的影响而引起的电子秤不确定度。
3.4.1电子秤示值P所引起的不确定度
（1）温度及电子秤水平偏差原因
首先需要测定电子秤由于水平偏载而导致的不确定度。在电子秤上将最大称量的1/3砝码放在秤台面积的1/4上，由于砝码所占半宽为2.5g，计算后发现最大值与最小值之间的差≤5g。通常来讲，人们使用电子秤时，砝码放置的位置所引起的误差明显低于由水平偏载所引起的误差[4]。若把电子秤使用过程中的偏载误差设定为试验种误差的三分之一，且要求其分布必须符合设计规定，便可计算出电子秤由于水平偏差所造成的不确定度为0.48g，其自由度为50。
（2）电压或电源原因
在试验种若电源电源有变化，示值也会随之改变。示值变化幅度是0.2分度值，具体来讲就是1.0g。若半宽设为1.0g，其分布情况符合相关设计规定，可得出不确定度为0.58g，自由度为50。
（3）测量重复性原因
每次测量结果都有一定差异，经计算本次试验标准差为0.41g，因此，由于重复测量所造成的不确定度为0.29g，自由度为90。
（4）输入量P的不确定度
输入量P不确定度是由电子秤偏载误差造成的不确定度、电压电源不确定度、测量重复性造成的不确定度组成的[5]。因此，将上述三个不确定度结合起来就能得到输入量P的不确定度。
3.4.2输入量m的标准不确定度
通过查询允许误差表可知，15kg砝码的允许误差是±0.75g，由此可得到m的标准不确定度为0.43g，其自由度为50。
3.4.3合成标准不确定度
由于P与m是相互独立的关系，先计算出二者的灵敏系数，分别为1与-1，再计算合成标准不确定度为0.96g，最终得出其有效自由度为179。
3.4.4擴展不确定度
若把合成标准不确定度的有效自由度设为10，置信率为95%，再查阅有关资料可计算出Kp为1.984，而扩展不确定度为1.8g。
4结语
总之，随着科技的快速发展，电子衡器正朝着运行迅速、计量准确、精密度高的方向发展。但从实际来看电子衡器计量结果不确定度仍是一个主要问题。随着大型衡器种类的增加，而检定部门运输力量跟不上，即使有了大型砝码，也很难将其运输到检定现场。这就需要我们工作人员继续钻研，探索更高效、准确的计量检定方法，不断提高电子衡器计量检定工作水平，从而更好地维护市场秩序，为贸易的公平性奠定基础。
参考文献：
[1]张宝杰.电子衡器计量检定不确定度评定相关问题探讨[J].城市建设理论，2013，22（36）：25-27.
[2]单鹏飞，季华.电子衡器测量不确定度的相关问题探讨[J].工业计量，2013，（s1）：155-156.
[3]安然.电子衡器计量检定不确定度评定相关问题探讨[J].商品与质量，2013，27（9）：46-46.
[4]赵付伟.浅析电子衡器不确定度问题[J].科技风，2015，15（10）：133-133.
[5]祖绍虎.电子台秤示值误差测量结果的不确定度评定[J].衡器，2017，46（5）：136-137.