一、檢定方法和數(shù)學(xué)模型
1.檢定方法
按國家計量檢定規(guī)程，我們采用物料實驗。物料實驗是采用皮帶秤預(yù)期稱量的物料，在皮帶秤使用現(xiàn)場對完整的皮帶秤進行的一組實驗。
物料實驗有在線測量和離線測量，我們采用離線測量。離線測量就是使用電子汽車衡作為控制衡器對試驗物料進行測定。方法是在物料通過皮帶秤之前或之后，把試驗物料裝入汽車車廂在電子汽車衡上進行稱重，不管是皮重還是毛重均應(yīng)在同一衡器上進行稱量。稱量時可以采用“閃變點”法或者衡器內(nèi)分辨率法確定物料的化整前示值，若無法采用這兩種方法也可采用直接讀數(shù)法。應(yīng)做好皮帶秤的清理和物料的儲運安排，避免物料的損失。
2.數(shù)學(xué)模型
根據(jù)規(guī)程要求和數(shù)學(xué)分析，皮帶秤物料試驗的示值誤差的數(shù)學(xué)模型可以寫成以下公式:
式中:E——皮帶秤示值誤差；I——皮帶秤的示值；T——控制衡器顯示的示值累計載荷；E%——相對誤差。
二、標(biāo)準(zhǔn)器具(控制衡器)的配置
電子汽車衡:準(zhǔn)確度等級: 級；最大秤量:Max=80t；分度值:e=20kg。
三、測量不確定度的分析
皮帶秤的測量功能從原理上講，包括4部分:測量皮帶的線載荷q(kg/m)；測量物料的速度v(m/s)；確定瞬時輸送流量qv=Q(kg/s)；把輸送流量對時間積分，確定輸送總量∫Q·dt=M(kg)。
皮帶秤運行時顯示的示值不但受到輸送皮帶的影響(如皮帶張力及變化、皮帶自重的變化、皮帶運行的阻力、皮帶的剛度、皮帶的速度以及稱重托輥的非準(zhǔn)直度等)，而且還受到皮帶秤上通過的物料的影響。理想的試驗方法是把皮帶秤上通過的實際物料在控制衡器上進行測定，控制衡器的稱量結(jié)果與皮帶秤顯示的累計值進行比較。控制衡器顯示的質(zhì)量值作為測量的約定真值，確定皮帶秤的準(zhǔn)確度和重復(fù)性。在控制衡器對實際物料進行測量時還受到控制衡器的自身誤差、分度值的分辨率和無法避免的物料損失對測量的影響。
皮帶秤測量不確定度的主要來源有環(huán)境(如振動、干擾)條件、皮帶的張力、皮帶與托輥的黏合、被稱物料損失、皮帶秤數(shù)字示值的分辨力、控制衡器數(shù)字示值的分辨力、控制衡器的重復(fù)性、控制衡器的示值不準(zhǔn)、試驗物料量小于最小累計載荷、測量方法與規(guī)定的測量方法和程序的不一致性、人員誤差的存在、皮帶秤的重復(fù)性。
在參考條件下環(huán)境是相對穩(wěn)定的，檢定方法正確、物料損失可忽略，不必考慮上述不確定度來源中影響較小的因素，只需考慮控制衡器的示值不準(zhǔn)和數(shù)字示值分辨率的影響、皮帶秤的重復(fù)性。
1.控制衡器提供的示值不準(zhǔn)導(dǎo)致的測量不確定度分量u物1
控制衡器提供的示值不準(zhǔn)導(dǎo)致的測量不確定度采用貝塞爾法重復(fù)測量10次?？刂坪馄魇局抵貜?fù)性的實驗標(biāo)準(zhǔn)差與砝碼實際值不準(zhǔn)導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的合成，可作為控制衡器的示值不準(zhǔn)造成的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。
若使用準(zhǔn)確度較高的控制衡器，其分度值較小、分度數(shù)多，并且在穩(wěn)定的環(huán)境條件下使用，則可直接采用控制衡器的最大允許誤差絕對值，對其示值不準(zhǔn)造成的測量不確定度分量進行綜合評定。
合格的控制衡器，其示值誤差肯定在最大允許誤差絕對值范圍以內(nèi)。若控制衡器是在物料試驗前剛檢定的，此時控制衡器的最大允許誤差應(yīng)為±0.5e、±1.0e或±1.5e。若控制衡器不是在物料試驗前進行檢定的，則控制衡器的最大允許誤差絕對值應(yīng)為±1.0e、±2.0e或±3.0e。
2.控制衡器示值分辨力帶來的測量不確定度分量u物2
由于在利用控制衡器確定試驗物料的約定真值時，通?？梢圆捎脙?nèi)分辨力法或“閃變點”法確定衡器化整前的示值誤差。采用“閃變點”法可使數(shù)字示值的分辨力δx變?yōu)?.1e，采用內(nèi)分辨力法也可以使數(shù)字示值的分辨力δx變?yōu)?.2e，但是，即使采用這兩種方法也無法完全消除數(shù)字示值的化整帶來的測量不確定度。如果沒用采用“閃變點”法或內(nèi)分辨力法，衡器的數(shù)字示值分辨力δx為e。
數(shù)字示值化整分布應(yīng)按均勻分布處理，其k值為
，則u=0.29δx
3.被測皮帶秤重復(fù)性導(dǎo)致的測量不確定度分量s(x)
應(yīng)按規(guī)定首先對被測皮帶秤進行重復(fù)性試驗，共進行5組、每組2次。為了簡單起見，我們按10個數(shù)據(jù)計算。重復(fù)測量的數(shù)據(jù)按貝塞爾公式進行計算得到樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差s(xi)，又稱為實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差，公式為
。再用
計算平均值實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差
。
自由度為ν=n-1
四、離線測量
以最大流量Qmax為100t/h的0.5級皮帶秤進行檢定為例，計算物料試驗的測量不確定度。
1.皮帶秤的技術(shù)參數(shù)
累計分度值d=10kg、皮帶速度v=1.60m/s、最小流量Qmin=50t/h、稱量長度L=4.8m、皮帶長度B=74m、皮帶每轉(zhuǎn)1周的時間B/vmax=46.25s。
最小試驗載荷為:(1)Qmax皮帶轉(zhuǎn)1圈的載荷=QmaxB/vmax=6.4t；(2)Qmax1h載荷的2%=0.02Qmax×1=10t；(3)0.5級皮帶秤的800d=8t。取(1)、(2)、(3)中的最大者，得∑max=10t。
由于進行皮帶秤物料試驗要求物料總量∑t應(yīng)不少于最小試驗載荷∑min，為了保證測量不確定度，可以取∑t≥∑min，我們?nèi) ?/span>t=13t進行物料試驗。
2.控制衡器和載重車輛的技術(shù)參數(shù)
控制衡器是電子汽車秤，準(zhǔn)確度等級為 級，最大秤量Max=80t，分度值e=20kg。物料試驗前首先用標(biāo)準(zhǔn)砝碼對控制衡器進行檢定，檢定合格后使用控制衡器對皮帶秤稱量的物料總量進行稱量。
3.標(biāo)準(zhǔn)不確定度
(1)由于稱量車輛皮重和毛重需要在控制衡器稱量2次，在13t稱量處和26t稱量處的最大允許誤差絕對值為±1.0e，最大允許誤差絕對值分布可作為均勻分布處理。
則
相對不確定度ur1=16.2kg/26000kg=0.062%
(2)可采用“閃變點”法，控制衡器分度值數(shù)字示值的分辨力為0.1e，由于需要稱量兩次，則
由于u2≤1/3×u1，所以u2可忽略。
(3)對皮帶秤進行物料試驗，測得以下10個相對誤差數(shù)據(jù)為0.12%、0.04%、-0.03%、-0.03%、-0.10%、-0.04%、0.17%、-0.04%、0.01%。
誤差值的平均值為
標(biāo)準(zhǔn)偏差為
4.合成不確定度
5.擴展不確定度
U=kuc=2×0.067%=0.13%
6.皮帶秤的最大允許誤差絕對值
0.5級皮帶秤物料試驗的最大允許誤差絕對值=0.5%
7.擴展不確定度U與皮帶秤的最大允許誤差絕對值之比
U/最大允許誤差絕對值=1/3.7<1/3，符合要求。
