彈簧管式一般壓力表測量結果不確定度評定

貴州中煙工業(yè)有限責任公司畢節(jié)卷煙廠 貴州畢節(jié) 551700

摘要：隨著檢定技術的不斷提高，測量結果的不確定度已得到越來越廣泛的應用。本文主要介紹彈簧管式一般壓力表與精密壓力表采用比較的方法進行測量，對測量中的各個方面所產生的影響因素進行分析，對所測量的結果進行不確定度評定及表示，以便更好的掌握所建壓力標準的穩(wěn)定性。

關鍵詞：彈簧管式壓力表；不確定度；評定

1.概述

1.1依據JJG52-2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表及真空表》檢定規(guī)程。

1.2環(huán)境條件為：溫度（20±5）℃ 相對濕度：不大于85% 壓力：常壓

1.3精密壓力表在上述環(huán)境條件下復現(xiàn)的壓力值，其準確度等級為0.25級，其允許誤差為±0.0062MPa。

1.4在上述環(huán)境條件下，選擇中國、紅旗儀表有限公司制造的1.6級、（0-1.6）MPa彈簧管式一般壓力表和0.25級、（0-2.5）MPa精密壓力表安裝在壓力校驗儀上，平穩(wěn)地升壓或降壓，依次對各點進行檢定。

2.數學模型的建立

根據JJG52-1999檢定規(guī)程，壓力表的示值誤差可寫成這種模式：

（1）

式中：δ —— 壓力表示值誤差；

P1—— 某一檢定點壓力表示值（MPa）；

P0—— 某一檢定點精密壓力表示值（MPa）；

結合公式（1），并從標準設備、人員、環(huán)境、方法及被測對象等方面全面考慮，不確定度來源分別為：

2.1測量重復性的影響：在檢定規(guī)程規(guī)定的檢定重復性條件下，壓力表多次重復測量引入的標準不確定度分量u1。

2.2環(huán)境條件的影響：按規(guī)程規(guī)定，其環(huán)境條件為溫度20℃±5℃，雖然標準和被檢表處于同一檢定溫下，但二者的線膨脹系數有差別，因此該項標準不確定度分量為u2。

2.3壓力表示值誤差估讀的影響：對于壓力表要求估讀至分度的1/5，設該項標準不確定度分量為u3。

2.4數據修約的影響：由于修約的數據受估讀的影響，設該項標準不確定度分量為u4。

2.5標準器不確定度的影響：由標準精密壓力表本身的誤差引起，準確度等級為0.25%，設該項標準不確定度分量為u5。

考慮以上因素對不確定度的影響：則公式（1）可變?yōu)椋?/p>

（2）

式中：k —— 壓力表溫度影響系數（取0.0004）；

P1 —— 壓力表量程；

—— 檢定時環(huán)境溫度與標準溫度的差值；

△Pg—— 估讀引起的誤差；

△Px—— 數據修約引起的誤差；

其中，各分量靈敏系數為：

C1=； C2=； ；

； ；

為了分析本次評定，以一塊1.6級（0～1.6）MPa，分度值0.02MPa的壓力表為例：

3.標準不確定度分量評定

3.1被檢表重復性u1

該項來源可從重復性實驗中算的，其中包括觀測人員對示值的隨機性和彈性元件滯后引起的誤差的因素。

用1.2MPa點來測量，估算不確定度：

序號12345678910

單位（MPa）1.2081.2081.2001.2001.2041.2041.2041.2041.2001.200

因為n=10，求得：

則：0.0032MPa

3.2環(huán)境溫度的影響u2

根據規(guī)程，環(huán)境溫度為20℃±5℃，該溫度對標準器的影響已包含在0.25%準確度內，此處不加分析。溫度影響誤差概率分布遵從均勻分布，故：

3.3壓力表示值誤差估讀的影響u3

對指針類刻度儀表，要求故讀至分度的1/5。由于操作者的習慣視力與刻度盤間有距離，視線可能產生偏角。因此故讀不可靠性同樣以1/5分度值估計，該誤差分布遵從均勻分布，故：

3.4數據修約的影響u4

檢定結果修約至被檢表估讀值，其修約誤差為估讀值的1/2，遵從均勻分布，故：

3.5標準器不確定度的影響u5

由標準精密壓力表本身的誤差引起，準確度等級為0.25%（p=0.99），該誤差分布遵從正態(tài)分布，故：

4. 測量不確定度匯總

符號來源標準不確定度

u1示值重復性u1=0.063%

u2環(huán)境溫度u2=0.115%

u3壓力表示值誤差估讀u4= 0.14%

u4數據修約u5=0.072%

u5標準器不確定度u6=0.097%

5.合成標準不確定度uc

各標準不確定度分量u1、u2、u3、u4、u5相互獨立，則：

6.擴展不確定度計算

擴展不確定度

（由于是量傳檢定，U由合成標準不確定度uc，置信概率P=0.95取擴展因子k=2。）

7.測量不確定度的報告與表示

根據本次測量，一般壓力表示值誤差測量結果的擴展不確定度為

由于該壓力表的準確度精度為1.6%，而評定值為0.46%，故該壓力表符合要求。

參考文獻：

[1]屠立猛.胡安倫.周春龍.顧琴；JJG52-2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表及真空表》；155026.J-2840

[2]施昌彥.葉德培.陳明華.周倫彬；JJF1094-2002《測量儀器特性評定》；155026-1676

[3]李慎安. 施昌彥.劉風；JJF1059《測量不確定度評定與表示》；155026-1063

作者簡介：

姓名：唐敬東；出生年：1973年12月；性別：男；民族：漢；籍貫：貴州省畢節(jié)市；單位：貴州中煙工業(yè)有限責任公司畢節(jié)卷煙廠；學歷：大學本科；職稱：助理工程師；研究方向：主要是測量設備的檢測及數據處理，卷煙產品的工藝研究。