郑佳

摘 要：砝码是测量物体质量的工具，而其在测量时的误差和不确定度，直接影响物体质量的测量结果，成为测量人员最关注的问题，因此也是有关人员一直研究的问题；本文针对砝码的误差及不确定度，结合多年的经验，对砝码的性质、运用的手段、国家误差的范围等，提出一定的见解和分析，希望对国家的测量学有一定的推动作用。

关键词：砝码；误差；不确定性

随着国家计量学的不断发展，人们对砝码的使用、测量误差及测量的不确定度有了一定的关注；并制定了相关的规定。要想对砝码的误差和不确定度进行一定的完善，就要对砝码在使用中会产生误差的原因，误差和不确定度的关系、区别，以及测量不确定度的定义进行综合分析和了解，为以后的测量人员更标准的测量提供有力借鉴。

1 误差和不确定度的关系

误差是指工作人员质量测量的结果，与被测量的物体真实质量值之间的差距。因为测量的环境和砝码自身等方面的原因，导致测量的结果与真实值有一定的差距。误差只能减少，不能消除，因为测量的载体刻度细分有一定的限度，如天平游码精度是0.1g；所以以往测量的结果都是由操作人员对测量载体的刻度进行约读，尽量取最接近、最标准的数值，所以一定会有误差。

不确定度指的是物体真实的量值所处的范围。被测量的物体，自身也会受到外界，空气、湿度、氧化等方面的影响，所以不同时期同一个被测物体的质量也会有一定的波动，而波动的量值范围就叫做不确定度。其由国家标准规定，但是这个不确定度也并不是准确的、完全统一的，它是有关人人员通过某种概率推算出来的，所以测量人员测量的结果要参考不确定度进行读取，只有这样得到的数据才是正确的读数。

砝码上面都有标志，常见的砝码有九个标志，而且砝码有等级之分。“等”是按照不确定度分的，而且“等”砝码测量的结果要通过一系列的运算达到被测量的标准值；而“级”砝码是按照误差分的，所以“级”砝码测量的结果只要在范围内就是合格的。对此国家通过不确定度和误差，把常见的和不常见的砝码分为标准砝码即等砝码，和工作砝码即砝码。

测量的误差和不确定度都是用来评定测量结果的；误差是对于真实值之间的差距评定，而不确定度是由被测量真实值的量值分散范围来评定的。用测量不确定度的概念替换误差的概念，是对于误差和不确定度笼统的判断。测量的误差和不确定度两者之间存在着联系，砝码测量的误差是不确定度理论的基础，不确定度是误差的延伸参考；却两者又没有确定的联系，因为其有着不同的定义，所以该用误差的地方是绝不可以用不确定度来表示。

2 砝码测试误差分析

任何的测量的结果或多或少都会有误差。使用砝码测量结果的误差分为两种误差，即偶然误差和系统误差。

偶然误差指的是使用砝码测量者、测量载体、被测量物的影响而产生的结果的偏大、偏小，所以对于物体要多次测量，所生的结果取平均值，这样所得的测量的结果更加接进被测量物的真实量值。

系统误差指的是由于砝码自身的原因，或者测量方法不当、测量原理脱轨，而且多次测量的结果数值，导致误差偏大偏小的概率不相同。所以对于系统误差要进行原理的分析和校正实验仪器。

产生误差的原因。除了测量的方法和实验的原理导致的实验误差外，以下原因也可导致误差：在测量的过程中，由于测量的人员没有正确使用镊子进行夹取，使得砝码被轻度腐蚀，自身重量不准确；环境原因，如湿度、氧化等方面的导致误差；被测量物的原因，如摆放不平衡等方面的原因。很多的因素都会影响砝码所测量的误差，只有尽量避免和完善操作，才会使测量的误差在不确定的范围内。

3 砝码的不确定分析

由于不确定度的一致原则，国家颁布了很多相关的条款规定。为了建立一个完整的参考的体系，并促进不确定度的发展，我们对砝码的不确定度进行以下的分析。

误差的存在对于不确定性有一定的影响，测量结果接近真值，即误差很小，但是通过估算给出的不确定度有可能比较大。反之，测量误差比较大的测量结果，估算得出的不确定度有可能较小。若测量人员根据实验的原理，操作的方法等方面给出的范围，可以通过一系列的运算确定一个总的不确定度，来表示被测量的物体真实量值的误差的一个范围，所以操纵人员的估算和断定不确定度时，应根据误差分析进行评定。

在测量的过程中，通常对测量的结果进行多次测试，多次测量的结果与砝码真实量值之差，取平均值，用贝塞尔公式进行估算，得到的结果就是实验的标准不确定度，还包括不确定度的自由度。自由度是评定测量结果不确定度的可靠程度的方向，也被称作独立的残差项数，可以通过韦尔奇·撒特思韦特公式进行求证。

通过误差的分析可以将不确定度，分为不同种类；一般将可以用统计方法约算的误差称为第一种分量，由于这种分量满足统计的规律，所以可以用统计的方法进行估算。第二种分类是指分分量不满足于统计方法的规律，就不可以用统计的方法进行估算，而用其他的方法进行的估算会产生的不同的不确定度。

4 总结

综上所述；误差与不确定是测量过程中，经常用到的两种的不同的概念；两者之间又有着互相影响的参照的关系；砝码的使用，不仅要结合实验的原理和自身的性质，以及使用环境和操作方法，还要对测量的数据进行一定的分析和运算。由于被测量物真实的量值不知晓，所以误差是由操作人员估算的，而不确定也是由于工作人员结合误差的性质，及统计学等理论知识进行范围的确定的。

参考文献

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[3]魏焕琴.电子秤常见故障的检修方法探析[J].科技资讯，2015，13（3）：76.

（作者单位：新疆阿克苏地区质量与计量检测所）