空盒氣壓表示值誤差測量結果不確定度評定

1 概述

（1）測量依據：依據JJG272—2007《空盒氣壓表和空盒氣壓計》檢定規程。

（2）環境條件：溫度波動不大于1.0℃。

（3）計量標準：數字壓力控制器，測量范圍200kPa，其最大允許誤差為：±0.01%。

（4）被測對象：空盒氣壓表，測量范圍（800～1060）hPa、（500～1060）hPa。

（5）測量方法：將空盒氣壓表放入一個密閉的容器內，通過數字壓力控制器對其控制，升壓和降壓逐點進行比較測量。

2 數學模型

2.1數學模型

[δ被=P被-P標] （1）

或[P被=P標+δ被] （2）

式中：[δ被]—被檢表示值誤差；

[P被]—檢定點上被檢表示值；

[P標]—數字壓力控制器產生的標準壓力值。

δ被包含了該表的示值基本誤差及各種條件影響的附加誤差，如所謂的“標準環境條件”的微小變化的附加影響。例如環境溫度對被檢表的影響、指針示值的估讀不準確等。除檢定準確性外，其余誤差來源（不確定度貢獻）應獨立不相關地分析出來，逐項計算（估算）其貢獻。按此分析，可將式（2）展開：

[P被][=P標+δ被+ΔP評估=P標+δ被+θR] （3）

式中：[θ]—被檢表分度值；

[R]—被檢表估讀分辨率量；

式（3）為本分析的數學模型。

2.2不確定度傳播律

[uc2][=u12+u22+u32]

2.3計算靈敏系數

求式（3）對各誤差來源量的偏導得出各項的傳播系數：

[?P被/?P標=1]；[?P被/?δ被=1]；[?P被/?R=1]θ

3 標準不確定度的評定

測量對象為測量范圍（800～1060）hPa，分度值為1hPa的空盒氣壓表。在其示值檢定中用誤差最大點的數據1060hPa進行分析計算。

3.1[P標]項

由標準壓力計引入的來源，屬B類，準確度級別為0.01級，服從均勻分布，故：

[u1=?P被?P標×0.01%×20003]=0.12hPa

3.2[δ被]項

該項來源可從重復性中算得：

對被檢表在1060hPa點上重復測量10次得1060.2、，1060.2，1060.2，1060.2，1060.2，1060.1，1060.2，1060.1，1060.2，1060.2。

其標準差s=0.05hPa

得到[u2=0.05]hPa

3.3[ΔP評估]項

對空盒氣壓表，要求估讀至分度的1/10。由于操作者的習慣視力及指針與刻度盤間有距離，視線可能產生偏角，估讀不可靠性以1/10分度估計，該誤差分布遵從均勻分布。

[被檢表分度θ=1]hPa

[u4=?P被?R×1103=0.13]=0.06hPa

4 標準不確定度分量表

5 合成標準不確定度[uc]的評定

以上各分量獨立不相關，按方和根得合成標準不確定度為：

[uc=0.062+0.122]=0.14hPa

6 擴展不確定度的確定

由于[u3]和[u1]為主要分量，其合成為梯形分布，β=（0.2-0.1）/（0.2+0.1）=0.33，故[k95=1-（1-p）（1-β2）1+β26]=1.84。

[U95=k95×uc=1.84×0.14]=0.3hPa

7 對使用0.01級數字壓力控制器標準裝置校準空盒氣壓表的測量不確定度評定

根據規程規定，常規校準應對空盒氣壓表的800hPa、820hPa、840hPa、860hPa、880hPa、900hPa、920hPa、940hPa、960hPa、980hPa、1000hPa、1020hPa、1040hPa、1060hPa共14個點進行校準，其測量不確定度見表1。

8 校準和測量能力（CMC）

空盒氣壓表校準項目的CMC為：（800～1060）hPa，[U95]=0.3hPa，[k95]=1.84。