小議1.6級(jí)一般壓力表示值誤差測量結(jié)果的不確定度評(píng)定

蓋鳳萍

[摘 要]壓力表是常見的計(jì)量器具，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，使用好壓力表是每個(gè)安全工作者的責(zé)任。本文依據(jù)JJF1059-1999《測量不確定度評(píng)定與表示》的技術(shù)規(guī)范，以企業(yè)用1.6級(jí)工作壓力表為例，分析說明其測量不確定度來源、評(píng)定方法及步驟，并確立在測量不確定度評(píng)定中，相關(guān)問題被認(rèn)為確定或被忽略的現(xiàn)象，確定了避免這種情況時(shí)應(yīng)該采用的公式，從而保護(hù)用戶和實(shí)驗(yàn)室的利益。

[關(guān)鍵詞]壓力表；示值誤差；測量不確定度

中圖分類號(hào)：TH812 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）03-0282-01

根據(jù)國家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)GB/T15481-2000中的要求，實(shí)驗(yàn)室要對檢測項(xiàng)目的測量不確定度進(jìn)行評(píng)定。相關(guān)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室與計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)要開展相關(guān)業(yè)務(wù)，必須要具備不確定度評(píng)定的能力。測量不確定度是指由于測量誤差的存在，對被測量值的不能肯定的程度。它是測量結(jié)果質(zhì)量的指標(biāo)。不確定度越小，得到的結(jié)果與測量的真實(shí)值越接近，質(zhì)量越高，使用價(jià)值就越高；反之，不確定度越大，其測量結(jié)果質(zhì)量越低，使用價(jià)值也越低。在報(bào)告測量結(jié)果時(shí)，必須給出相應(yīng)的不確定度。既便于評(píng)定其使用的可靠性，也增強(qiáng)了測量結(jié)果之間的可比性。

壓力表是常見的計(jì)量器具，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。它能直觀地顯示出各個(gè)工序環(huán)節(jié)的壓力變化，洞察產(chǎn)品或介質(zhì)流程中的條件形成，監(jiān)視生產(chǎn)運(yùn)行過程中的安全動(dòng)向，并通過自動(dòng)連鎖或傳感裝置，構(gòu)筑了一道迅速可靠的安全保障，為防范事故、保障人身和財(cái)產(chǎn)安全發(fā)揮了重要作用，被稱作安全的"眼睛"。使用好壓力表是每個(gè)安全工作者的責(zé)任。本文依據(jù)JJF1059-1999《測量不確定度評(píng)定與表示》的技術(shù)規(guī)范，以企業(yè)用1.6級(jí)工作壓力表為例，分析說明其測量不確定度來源、評(píng)定方法及步驟，并確立在測量不確定度評(píng)定中，相關(guān)問題被認(rèn)為確定或被忽略的現(xiàn)象，確定了避免這種情況時(shí)應(yīng)該采用的公式，從而保護(hù)用戶和實(shí)驗(yàn)室的利益

1 概述

1.1 被測對象：1.6級(jí)一般壓力表。

1.2 測量過程：將精密壓力表和被檢一般壓力表安裝在同一臺(tái)壓力表校驗(yàn)器上，檢定時(shí)，用手輪造壓，采用直接比較校準(zhǔn)方法，確定被檢表的誤差。根據(jù)被檢表的級(jí)別和量限，計(jì)算出允許誤差值，并以此值來衡量被檢表的零點(diǎn)偏差，示值變動(dòng)性及示值誤差。示值誤差是以檢定點(diǎn)上被檢表正反行程示值中最大偏差為結(jié)果，而檢定點(diǎn)（標(biāo)稱值）壓力則由精密壓力表產(chǎn)生，不作修正。

1.3 評(píng)定結(jié)果的使用：

2 數(shù)學(xué)模型

δ被=P被-P標(biāo)

式中：δ被—被檢表示值誤差；

P被—檢定點(diǎn)上被檢表示值；

P標(biāo)—精密壓力表產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)壓力值。

3 分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的分析計(jì)算

被檢表為1.6級(jí)、0–1MPa，分度值為0.02MPa的壓力表。在其示值檢定中用誤差最大點(diǎn)0.6MPa的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，以引用值來表示。

3.1 由重復(fù)性測量引入的不確定度

被檢表1檢定數(shù)值：

共重復(fù)5次正反行程，計(jì)n=10：P（——）10=0.6258MPa

用貝塞爾公式計(jì)算的單次試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差S（P）及平均標(biāo)準(zhǔn)差S（P（_））

S（P）=√（Pi-P（_））2/（n-1）=4.22×10-4MPa

S（P（_））=S（P）/√10=1.33×10-4MPa

u1=S（P（_））/P×100﹪=0.013%

自由度：ν=10-1=9

3.2 ΔPt項(xiàng)

環(huán)境溫度對標(biāo)準(zhǔn)器，被檢表均產(chǎn)生影響.規(guī)程規(guī)定檢定1.6級(jí)壓力表的溫度范圍為（20±5）℃，該溫度對標(biāo)準(zhǔn)器的影響已包含在其0.25﹪準(zhǔn)確度內(nèi)，此處不再重復(fù)分析。對被檢表的影響原始量為Δt=5℃，日常工作中產(chǎn)生這個(gè)溫度誤差其分布應(yīng)屬均勻分布，故：

U2=（0.00004×5×1）/（1×√3）×100﹪=0.115%

其估算值可靠，故自由度為：ν=∞

3.3 輕敲被檢表示值變動(dòng)量U3

《JJG52-1999檢定規(guī)程》規(guī)定，示值變動(dòng)量是允許基本誤差的1/2，其誤差概率分布屬均勻分布，為B類不確定度，故：

U3=[1/2×（1×1.6%）]/（1×√3）×100﹪=0.462%

其估算值可靠性為25%，故

自由度取：ν=1/2×（25%）-2=8

3.4 ΔP估讀項(xiàng)

對指針指示類刻度儀表，要求估讀至分度值的1/5。由于操作者的固有讀數(shù)習(xí)慣及指針與刻度盤間有距離，視線可能產(chǎn)生偏角，因此估讀不可靠性同樣以1/5分度值估計(jì)，該誤差分布遵從均勻分布，為B類不確定度，

因?yàn)?，檢表分度值θ=0.02Mpa，所以，

U4=（1/5×0.02）/（1×√3）×100﹪=0.231%

其估算值可靠性約50﹪，故自由度為：ν=1/[2×（50﹪）2]=2

3.5ΔP取舍項(xiàng)

在運(yùn)算時(shí)將測得值修約至被檢表估讀值（即分度值的1/5），取或舍的修約誤差為估讀值的1/2，分布屬均勻分布：

U5=1/2×U4=0.115﹪

其估算值可靠性約25﹪，故自由度為：ν=1/[2×（25﹪）2]=8

3.6 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的影響量U6

由精密壓力表本身的誤差引起，準(zhǔn)確度等級(jí)為0.25%（p=0.99），誤差概率服從正態(tài)分布，為B類不確定度（用引用誤差形式表示），故：

U6=（p×0.25%）/（p×2.58）×100%

=（1×0.25%）/（1×2.58）×100%

=0.097%

其估算可靠，故自由度?。害?∞

4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表

以上各分量獨(dú)立不相關(guān)。按方和根法合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

Uc=√0.0132+0.1152+0.4622+0.2312+0.1152+0.0972

=0.550%

7.擴(kuò)展不確定度（K取2）

U=k×Uc=2×0.550﹪=1.10﹪

參考文獻(xiàn)

[1] JJF1059-1999《測量不確定度評(píng)定與表示》.