0.5級(jí)壓力控制器設(shè)定點(diǎn)誤差測(cè)量不確定度的分析研究

(廣西壯族自治區(qū)計(jì)量檢測(cè)研究院　廣西　南寧　530007)

一、引言

壓力控制器，工程中稱為壓力開(kāi)關(guān)。是工業(yè)過(guò)程測(cè)量與控制系統(tǒng)中控制壓力的一種專用測(cè)量?jī)x表。其重要指標(biāo)切換差，不能太大，否則壓力波動(dòng)大;也不能太小，否則控制器頻繁動(dòng)作，相關(guān)設(shè)備也頻繁動(dòng)作(或啟停)。因此必須要對(duì)其指標(biāo)進(jìn)行不確定度評(píng)定。

二、測(cè)量方法

檢定依據(jù)：JJG544-2011《壓力控制器》檢定規(guī)程。

按規(guī)程中的要求，實(shí)際測(cè)得的上(下)切換值平均值與選定的設(shè)定值之差與量程之比的百分?jǐn)?shù)為設(shè)定點(diǎn)誤差。若控制器的設(shè)定值控制的是上切換值，則設(shè)定點(diǎn)誤差為實(shí)測(cè)的上切換值平均值與設(shè)定值之差。若控制器的設(shè)定值控制的是下切換值，則設(shè)定點(diǎn)誤差為實(shí)測(cè)的下切換值平均值與設(shè)定值之差。

三、測(cè)量模型

式中：δ —設(shè)定點(diǎn)誤差

Q —設(shè)定點(diǎn)的切換值(可以是上切換值或下切換值)

S—設(shè)定點(diǎn)(值)

P—控制器量程

對(duì)于上式，可以得知：壓力控制器的不確定度主要由標(biāo)準(zhǔn)器的誤差、分辨率和控制器的重復(fù)性帶來(lái)。本次評(píng)定選取一臺(tái)穩(wěn)定的0.5級(jí)、(0～2.5)MPa的壓力控制器來(lái)進(jìn)行，設(shè)定點(diǎn)可調(diào)，切換差不可調(diào)。在量程0.5MPa處定為設(shè)定點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)器選取0.05級(jí)、(0～2.5)MPa數(shù)字壓力計(jì)。測(cè)量中，采用空氣作為檢定介質(zhì)。在式中，S和P為常數(shù)，分別為0.5MPa和2.5MPa。

四、壓力控制器測(cè)量不確定度評(píng)評(píng)定

(一)標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度u1的評(píng)定

u1=a/k=0.00072(MPa)

(二)標(biāo)準(zhǔn)器分辨率引入的不確定度u2的評(píng)定

u2=a/k=0.000029(MPa)

(三)由多次測(cè)量的重復(fù)性引入的不確定度u3，采用A類方法評(píng)定。

上切換值10次重復(fù)性數(shù)據(jù)(MPa)0 61250 61270 61290 61180 61380 61160 61120 61250 61260 6128

根據(jù)貝塞爾公式計(jì)算得單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差：

實(shí)際使用時(shí)為三次數(shù)值的平均值，故：標(biāo)準(zhǔn)不確定度

(四)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表

序號(hào)不確定度來(lái)源符號(hào)不確定度分量(MPa)1標(biāo)準(zhǔn)器引入不的不確定度u10 000722標(biāo)準(zhǔn)器分辯率引入的不確定度u20 0000293重復(fù)性u(píng)30 00043

五、合成不確定度

以上不確定度分量認(rèn)為相互獨(dú)立，故：

相對(duì)擴(kuò)展不確定度小于MPEV的1/3，符合檢定要求。

六、擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算

取置信因子:k=2

故U=k·u=0.00084×2=0.0017(MPa)

【參考文獻(xiàn)】

[1]JJG544-2011，壓力控制器檢定規(guī)程

[2]JJF1059.1-2012.測(cè)量不確定度評(píng)定與表示