彈性元件式精密壓力表測量結(jié)果的不確定度評定

王萬里

（淮北市計(jì)量測試研究所 安徽淮北 235000）

彈性元件式精密壓力表測量結(jié)果的不確定度評定

王萬里

（淮北市計(jì)量測試研究所 安徽淮北 235000）

本文介紹了0.4級彈性元件式精密壓力表測量結(jié)果不確定度的主要來源，以及精密壓力表不確定度評定的步驟和方法，并給出結(jié)果。

彈性元件式精密壓力表；測量結(jié)果；不確定度評定

1 概述

1.1 測量依據(jù)

《彈性元件式精密壓力表和真空表檢定規(guī)程》（JJG49-2013）。

1.2 環(huán)境條件

溫度（20±3）℃，相對濕度≤85%，環(huán)境壓力為大氣壓力。精密壓力表在檢定前應(yīng)在規(guī)定的環(huán)境條件下至少靜置2h，然后才能進(jìn)行檢定等操作。

1.3 測量標(biāo)準(zhǔn)

測量范圍為（0～60）MPa，準(zhǔn)確度等級為0.05級的二等標(biāo)準(zhǔn)活塞壓力計(jì)。

1.4 測量對象

準(zhǔn)確度等級為0.4級，測量范圍為（0～10）MPa的彈性元件式精密壓力表。

1.5 測量方法

按照彈性元件式精密壓力表和真空表檢定規(guī)程中的檢定方法，采用二等標(biāo)準(zhǔn)活塞壓力計(jì)與被檢精密壓力表的示值直接比較的方法進(jìn)行測量。

2 測量模型

ΔP=Pb–Pa

式中：ΔP——精密壓力表的示值誤差（MPa）；

Pb——精密壓力表的示值（MPa）；

Pa——活塞壓力計(jì)的示值（MPa）。

3 方差和靈敏系數(shù)

因?yàn)镻b和Pa獨(dú)立不相關(guān)，所以合成方差為：

式中：uc——測量結(jié)果的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

ub——精密壓力表的測量標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

ua——活塞壓力計(jì)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的來源

彈性元件式精密壓力表的測量重復(fù)性。

彈性元件式精密壓力表的分辨力。

標(biāo)準(zhǔn)裝置二等活塞壓力計(jì)的準(zhǔn)確度。

5 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

5.1 精密壓力表測量重復(fù)性引起的不確定度

測量重復(fù)性引起的不確定度為A類不確定度。對選定的測量范圍為（0～10）MPa的0.4級精密壓力表的每個(gè)檢定點(diǎn)依次檢定，每個(gè)點(diǎn)測量十次。以 5MPa 檢定點(diǎn)為例，測量數(shù)據(jù)如下：5.005，5.010，5.005，5.015，5.010，5.020，5.005，5.015，5.010，5.025（單位：MPa）。

平均值為5.012MPa。

由貝塞爾公式求單次測量值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為：

自由度v=n-1=9。

同理可測得其他檢定點(diǎn)的不確定度如表1所示。

表1

表中可以看出，在6MPa這一檢定點(diǎn)不確定度最大，因此精密壓力表測量重復(fù)性引起的不確定度u1=0.00217MPa，自由度v1=9。

5.2 精密壓力表的分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

0.4級10MPa精密壓力表的分度值為0.05MPa，根據(jù)檢定規(guī)程的規(guī)定，測量值按照分度值的十分之一估讀，則最小示值誤差為0.005MPa。由分辨力引起的不確定度分量為B類不確定度，視其為均勻分布，包含因子，區(qū)間半寬度a=0.005/2=0.0025，所以精密壓力表的分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，估計(jì) Δu2/u2=0.10，其自由度v2=50。

5.3 標(biāo)準(zhǔn)裝置二等活塞壓力計(jì)引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

二等活塞壓力計(jì)的準(zhǔn)確度等級為0.05級，允許誤差為±0.05%，由它引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量屬于B類不確定度，在區(qū)間內(nèi)均勻分布，包含因子?；钊麎毫τ?jì)的誤差是相對誤差，在被檢精密壓力表每一個(gè)檢定點(diǎn)所引入的不確定度分量如表2所示。

表2

活塞壓力計(jì)引起的不確定度u3取最大值，因此u3=0.00289MPa，估計(jì)Δu3/u3=0.10，其自由度 v3=50。

6 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量如表3所示。

由于各分量之間是獨(dú)立不相關(guān)的，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

表3

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的有效自由度veff。

7 擴(kuò)展不確定度

取置信概率P=95%，veff=58，查t分布表得k=2.01。

擴(kuò)展不確定度為U95=kuc=0.0078MPa。

8 不確定度報(bào)告

0.4級測量范圍為（0～10）MPa的彈性元件式精密壓力表測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度 U95=0.0078MPa，veff=58，k=2.01。

[1]《彈性元件式精密壓力表和真空表》（JJG49-2013）.中國質(zhì)檢出版社.

[2]《測量不確定度評定與表示》（JJF1059.1-2012）.中國質(zhì)檢出版社.

[3]一級注冊計(jì)量師基礎(chǔ)知識及專業(yè)實(shí)務(wù).中國質(zhì)檢出版社.

TH812

A

1004-7344（2016）21-0330-02

2016-7-5