基于GUM 法評(píng)定一般壓力表示值誤差測(cè)量結(jié)果不確定度的研究

馮鵬軍

（天水市秦安縣質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測(cè)所，甘肅 天水741600）

在實(shí)際工作中，測(cè)量結(jié)果的不確定度我們用概率密度函數(shù)來表示。評(píng)定方法根據(jù)JJF1059 進(jìn)行，此規(guī)范分為兩部分：第一部分為JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》，第二部分為JJF1059.2-2012《用蒙特卡洛法評(píng)定測(cè)量不確定度》，我們把第一部分又稱GUM 評(píng)定方法，第二部分稱MCM 評(píng)定法。在計(jì)量檢定工作中，對(duì)測(cè)量不確定度的評(píng)定一般選用GUM 法，此次評(píng)定將以1.6 級(jí)普通壓力表為檢定對(duì)象，用GUM 法分別評(píng)定A類、B 類、人員讀數(shù)、機(jī)械元件、環(huán)境五方面的不確定度分量，最終以拓展不確定度表示。

1 測(cè)量基本條件及依據(jù)

1.1 測(cè)量依據(jù)

依據(jù)JJF1059.1-2012 《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》；JJG52-2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表計(jì)量檢定規(guī)程》。

1.2 檢定環(huán)境

此次檢定我們?cè)跍囟葹?1℃、相對(duì)濕度50%的壓力實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，檢定開始前，先將檢定合格的0.4 級(jí)精密壓力表和1.6 級(jí)一般壓力表在壓力實(shí)驗(yàn)室靜置2 小時(shí)，然后按照檢定規(guī)程要求用比較法測(cè)量。

1.3 測(cè)量方法

選用手動(dòng)液壓源，通過升壓檢定和降壓倒序反檢兩個(gè)程序，將1.6 級(jí)壓力表的各檢定點(diǎn)與0.4 級(jí)精密壓力表各點(diǎn)直接進(jìn)行比較，輕敲讀取被檢表各檢定點(diǎn)示值，此時(shí)1.6 級(jí)壓力表的示值與0.4 級(jí)精密壓力表示值之差即為1.6 級(jí)壓力表的示值的誤差。

1.4 數(shù)學(xué)模型

δ=P被－P標(biāo)

P被-被檢表在被測(cè)點(diǎn)上的示值；

P標(biāo)-標(biāo)準(zhǔn)表示值。

2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量評(píng)定

2.1 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量評(píng)定

A 類不確定度分量評(píng)定：

用本裝置對(duì)1.6 級(jí)壓力表1Mpa 處進(jìn)行10 次重量測(cè)量，得到下列數(shù)據(jù)：

表1

依據(jù)貝塞爾公式，1.6 級(jí)壓力表算術(shù)平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為：

A 類 不 確 定 分 量 U1=Sr（x）=0.47 ×10-3， 自 由 度V1=n-1=10-1=9

B 類不確定度分量的評(píng)定：

表2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表

元件彈性后滯引進(jìn)不確定度評(píng)定：

2.2 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。見表2。

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算：

因上述不確定度分量相互獨(dú)立，因此：

2.3 擴(kuò)展不確定度

置信概率我們?nèi)=95%，按算得的有效自由度大于100，查分布表得到k=1.96，則擴(kuò)展不確定度：

U=KUc=1.96×3.86×10-3=0.76×10-2

2.4 測(cè)量不確定度報(bào)告

1.6 級(jí)彈性原件式壓力表在溫度21℃、相對(duì)濕度50%的大氣壓下的測(cè)量結(jié)果擴(kuò)展不確定度為:

U=0.76×10-2（P=95%）

3 結(jié)論

此次示值誤差測(cè)量結(jié)果不確定度的評(píng)定，我們僅選取了A類、B 類、人員讀數(shù)、機(jī)械元件和環(huán)境5 方面的分量進(jìn)行評(píng)定，而在不同地區(qū)、不同時(shí)段的大氣壓也有一定的差別，也會(huì)影響檢定結(jié)果的不確定度。由此可見，不確定度的引入也有一定的不確定性，所以檢定結(jié)果報(bào)告只能以置信概率的方式報(bào)告。當(dāng)檢定結(jié)果的可信賴程度用不確定度表示時(shí)，越小則表明的結(jié)果越接近真值，反之則表明越遠(yuǎn)離真值。所以，我們?cè)诔鼍邫z定報(bào)告時(shí)都會(huì)給出不確定度，以便使用者對(duì)結(jié)果的可靠性進(jìn)行評(píng)定。