彈性元件式精密壓力表測量結果的不確定度評定

王萬里

（淮北市計量測試研究所 安徽淮北 235000）

彈性元件式精密壓力表測量結果的不確定度評定

王萬里

（淮北市計量測試研究所 安徽淮北 235000）

本文介紹了0.4級彈性元件式精密壓力表測量結果不確定度的主要來源，以及精密壓力表不確定度評定的步驟和方法，并給出結果。

彈性元件式精密壓力表；測量結果；不確定度評定

1 概述

1.1 測量依據

《彈性元件式精密壓力表和真空表檢定規程》（JJG49-2013）。

1.2 環境條件

溫度（20±3）℃，相對濕度≤85%，環境壓力為大氣壓力。精密壓力表在檢定前應在規定的環境條件下至少靜置2h，然后才能進行檢定等操作。

1.3 測量標準

測量范圍為（0～60）MPa，準確度等級為0.05級的二等標準活塞壓力計。

1.4 測量對象

準確度等級為0.4級，測量范圍為（0～10）MPa的彈性元件式精密壓力表。

1.5 測量方法

按照彈性元件式精密壓力表和真空表檢定規程中的檢定方法，采用二等標準活塞壓力計與被檢精密壓力表的示值直接比較的方法進行測量。

2 測量模型

ΔP=Pb–Pa

式中：ΔP——精密壓力表的示值誤差（MPa）；

Pb——精密壓力表的示值（MPa）；

Pa——活塞壓力計的示值（MPa）。

3 方差和靈敏系數

因為Pb和Pa獨立不相關，所以合成方差為：

式中：uc——測量結果的合成標準不確定度；

ub——精密壓力表的測量標準不確定度；

ua——活塞壓力計引入的標準不確定度。

4 標準不確定度的來源

彈性元件式精密壓力表的測量重復性。

彈性元件式精密壓力表的分辨力。

標準裝置二等活塞壓力計的準確度。

5 標準不確定度的評定

5.1 精密壓力表測量重復性引起的不確定度

測量重復性引起的不確定度為A類不確定度。對選定的測量范圍為（0～10）MPa的0.4級精密壓力表的每個檢定點依次檢定，每個點測量十次。以 5MPa 檢定點為例，測量數據如下：5.005，5.010，5.005，5.015，5.010，5.020，5.005，5.015，5.010，5.025（單位：MPa）。

平均值為5.012MPa。

由貝塞爾公式求單次測量值的實驗標準偏差為：

自由度v=n-1=9。

同理可測得其他檢定點的不確定度如表1所示。

表1

表中可以看出，在6MPa這一檢定點不確定度最大，因此精密壓力表測量重復性引起的不確定度u1=0.00217MPa，自由度v1=9。

5.2 精密壓力表的分辨力引起的標準不確定度

0.4級10MPa精密壓力表的分度值為0.05MPa，根據檢定規程的規定，測量值按照分度值的十分之一估讀，則最小示值誤差為0.005MPa。由分辨力引起的不確定度分量為B類不確定度，視其為均勻分布，包含因子，區間半寬度a=0.005/2=0.0025，所以精密壓力表的分辨力引起的標準不確定度，估計 Δu2/u2=0.10，其自由度v2=50。

5.3 標準裝置二等活塞壓力計引起的標準不確定度

二等活塞壓力計的準確度等級為0.05級，允許誤差為±0.05%，由它引入的標準不確定度分量屬于B類不確定度，在區間內均勻分布，包含因子。活塞壓力計的誤差是相對誤差，在被檢精密壓力表每一個檢定點所引入的不確定度分量如表2所示。

表2

活塞壓力計引起的不確定度u3取最大值，因此u3=0.00289MPa，估計Δu3/u3=0.10，其自由度 v3=50。

6 合成標準不確定度

各標準不確定度分量如表3所示。

由于各分量之間是獨立不相關的，所以合成標準不確定度為：

表3

合成標準不確定度的有效自由度veff。

7 擴展不確定度

取置信概率P=95%，veff=58，查t分布表得k=2.01。

擴展不確定度為U95=kuc=0.0078MPa。

8 不確定度報告

0.4級測量范圍為（0～10）MPa的彈性元件式精密壓力表測量結果的擴展不確定度 U95=0.0078MPa，veff=58，k=2.01。

[1]《彈性元件式精密壓力表和真空表》（JJG49-2013）.中國質檢出版社.

[2]《測量不確定度評定與表示》（JJF1059.1-2012）.中國質檢出版社.

[3]一級注冊計量師基礎知識及專業實務.中國質檢出版社.

TH812

A

1004-7344（2016）21-0330-02

2016-7-5