压力表测量不确定度评定

压力表测量不确定度的评定

1 概述 1.1 测量依据

JJG52-1999《弹簧管式一般压力表压力真空表和真空表检定规程》 1.2 环境条件

a 、温度：（20±5）℃ b 、湿度：≤85% c 、气压：大气压 d 、静置：2h 以上 1.3 测量标准

0.05级（1－60）MPa 二等活塞压力计 1.4 被检对象

1.6级（0-10）MPa 弹簧管式一般压力表 1.5 测量过程

通过升压和降压两个循环将被测压力表在各检定点与标准器比较，读取被检表示值。此时被检表示值与标准器产生的标准压力值之差值即为被检压力表的示值误差。 1.6 评定结果的使用

在符合上述条件下的测量，一般都可直接使用本不确定度的评定结果。 2 数学模型

ΔP=Pi -Ps

式中：ΔP- - -被检表的示值误差；

P i - - -被检表检定点的压力示值；

Ps- - -标准器检定点的压力值。

根据数学定义，灵敏系数就是对数学模型表达式的各分量求偏导，即：

c i =

∂f

=1 ∂x i

∂∆P ∂∆P

=1 c ps ==-1 ∂P i ∂P s

则: c pi =

3 各分量的相对标准不确定度的分析计算 3.1 被检表示值相对标准不确定度分量

（1）重复性的影响

取一只1.6级，（0－10)MPa ，最小分度值为0.2 MPa 的弹簧管式一般压力表，对该表进行全量程的检定，选取示值误差最大点8MPa ，在该点重复测量10次，以该点的测量重复性来估算其相对标准不确定度。如表1所示：

表1 测量重复性一览表

相对标准不确定度为： u 1. 1=(2) 温度的影响

S 1. 10. 0169

⨯100%=⨯100%≈0. 169% P 10

根据规程的规定，检定弹簧管式一般压力表的温度范围为（20±5）℃，温度对被检表的影响，其表达式为：

△=kP（t-20） △：误差

k ：温度影响系数k=0.0004/℃ P ：量程

从表达式可以看出，误差的分布服从均匀分布，以半区间计算：

u 1. 2=

a

1

⨯100% P ⋅

==

5kP P ⨯100%

5⨯0. 0004

⨯100% =0.12%

(3) 示值变动量的影响

根据JJG52-1999 检定规程的规定，示值变动量的最大允许值为允许基本误差的一半，其分布也属于均匀分布，以全区间计算：

u 1. 3=

a

1

⨯100% P ⋅

1⎛1⎫ ⨯P ⨯1. 6%⎪22⎭⨯1 =⎝

P =1. 6%43

＝0.23％

(4) 估读的影响

对于指针类的刻度仪表，要求估读至最小分度值的1/5，由于操作者的习惯视力及指针与刻度盘间有距离，视线可能产生偏角，因此，估读误差同样以±1/5分度值估计，该误差分布同样服从均匀分布，以半区间计算：

u 1. 4=

a

1

⨯100% P ⋅

1

⨯1⨯100%

2. 50. 01⨯=

＝0.046％

(5) 数据修约的影响

根据规程规定，检定结果要求修约至被检表的估读值（即最小分度值的1/5），其修约误差则为估读值的1/2，也服从均匀分布，以半区间计算：

u 1. 5=

a

1

⨯100% P ⋅

11

0. 01⨯⨯

⨯1⨯100% =

P 3

＝0.023％

4.2 标准器的相对标准不确定度

对标准表而言，其概率分布服从正态分布（给定置信概率p=0.99%），则查表得k=2.58 即：

u 2==

U 1

⋅⨯100% k P

0. 25%⨯2. 51

⋅⨯100%

2. 582. 5

＝0.097％

5 标准不确定度分量一览表，见表2

表2 标准不确定度分量

6 2

u crel =12. 1+u 12. 2+u 12. 3+u 12. 4+u 12. 5+u 2

=0. 0324+0. 0144+0. 0529+0. 002116+0. 000529+0. 009409% ＝0.33％

7 相对扩展不确定度

U rel =kucrel =2×0.33 %=0.66 % 8 结果分析

对比于1.6%，该评定结果合理。