壓力表測量結(jié)果示值誤差的不確定度探討

文婷 田春苗

盤錦檢驗(yàn)檢測中心（盤錦市計量測試和標(biāo)準(zhǔn)化研究服務(wù)中心） 遼寧盤錦 124000

1 概述

1.1 測量依據(jù)

JJG52-2013《彈性元件式一般壓力表壓力真空表和真空表》檢定規(guī)程要求。

1.2 測量環(huán)境

檢定環(huán)境要求為（20±5）℃，相對濕度不大于85%。

1.3 測量標(biāo)準(zhǔn)

測量所使用標(biāo)準(zhǔn)器為0.05級活塞式壓力計，測量范圍為（0.1-6）MPa，準(zhǔn)確度等級為0.05級。

1.4 測量傳遞壓力表

一般壓力表一塊，準(zhǔn)確度等級為1.6級，測量范圍為（0-4）MPa，分度值為0.1MPa。

1.5 測量方法

使用0.05級活塞式壓力計，用專用砝碼直接進(jìn)行升壓、降壓兩個行程的檢定。壓力表示值與專用砝碼加載于活塞上產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)壓力值之差即為示值誤差[1]。測量過程中取10個測量點(diǎn)進(jìn)行測量。對該表取2MPa點(diǎn)進(jìn)行示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定[2]。

2 數(shù)學(xué)模型

2.1 數(shù)學(xué)表達(dá)式P= P0+ΔP

P --- 被檢壓力表示值，MPa；

P0--- 專用砝碼加載于活塞上產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)壓力值，MPa；

ΔP --- 被檢壓力表示值誤差，MPa；

2.2 靈敏系數(shù)

3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源分析

3.1 壓力表測量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（P1）

u（P1）主要來源是被測壓力表的測量重復(fù)性，可以通過連續(xù)測量得到，用A類評定方法進(jìn)行評定[3]。對（0-4）MPa壓力表，1.6級，在2MPa點(diǎn)作10次重復(fù)性測量得到測量數(shù)據(jù)如下（MPa）：

測量次數(shù) 測量點(diǎn)標(biāo)稱值 測得被檢表示值1 2.00 2.00 2 2.00 2.00 3 2.00 2.00 4 2.00 2.00 5 2.00 2.00 6 2.00 2.02 7 2.00 2.02 8 2.00 2.02 9 2.00 2.02 10 2.00 2.02平均值 2.01

單次測量實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差

3.2 標(biāo)準(zhǔn)活塞壓力計引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（P0）

0.05級活塞壓力計的準(zhǔn)確度等級為0.05級，壓力表最大量程4MPa允 許 誤 差 為 ±0.0005×4=±0.002MPa， 取 半 寬a=0.002MPa，區(qū)間內(nèi)服從均分布k取。

標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

3.3 被測壓力表讀數(shù)估讀所帶來不確定度u（P2）

由于被檢表最小刻度值為0.1MPa，讀數(shù)估讀到其值1/5即為0.02MPa，區(qū)間半寬為0.01MPa，其分布為均勻分布，故包含因子標(biāo)準(zhǔn)不確定度

3.4 溫度變化引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（P3）

壓力表測量上限值pM=4MPa，規(guī)程要求1.6級精密壓力表的環(huán)境溫度（20±5）℃，溫度變化范圍為t=±5℃，取半寬a=5℃，彈簧管式壓力表銅管的溫度彈性膨脹系數(shù)為kt=0.0004/℃，假定在a=5℃區(qū)間因溫度引起的壓力示值變化服從均勻分布，則包含因子故標(biāo)準(zhǔn)不確定度為；

4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源匯總表

序號 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量來源 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量ui 靈敏度ci標(biāo)準(zhǔn)不確定度∣ci∣×ui 1 測量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u（P1） 1 0.0035 2 標(biāo)準(zhǔn)活塞壓力計引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u（P0） 1 0.0012 3 被測精密壓力表讀數(shù)估讀所帶來不確定度 u（P2） 1 0.0058 4 溫度變化引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u（P3） 1 0.0046

5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc

因各分量彼此獨(dú)立，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc為

6 擴(kuò)展不確定度U評定

主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室給出k取2最佳狀態(tài)

故 U= uc×2=0.0083×2=0.02MPa（k=2）

7 測量不確定度的報告與表示

用0.05級活塞式壓力計測量（0-4）MPa、1.6級壓力表示值誤差測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為：

U=0.02MPa（k=2）