數字壓力計不確定度評定研究

海南科瑞計量技術服務中心 海南 海口 570100

概述

根據JJG875-2019數字壓力計檢定規程要求，檢定0.05級數字壓力計可采用0.02級活塞式壓力計當標準，對測量結果的不確定度進行評定，保證量值的傳遞的準確可靠。

1 測量方法

數字壓力計示值誤差在本室的檢定通過活塞式壓力計直接測得，測量時把被檢表裝在活塞式壓力計壓力接口上，通過造壓機構產生標準壓力值，同時讀取被檢壓力表示值和標準壓力值，被檢表的示值誤差根據被檢表示值與標準壓力值相比較而測得[1]。

2 數學模型

設標準的讀數為N，被檢表的讀數為X，并且在實驗室環境溫度計為（20±2）℃條件下進行，由溫度系數帶來的誤差可忽略不計，則被檢表指示值的誤差可表示為：

△——被檢表指示值誤差

X——被檢表指示值

N——標準指示值

3 測量不確定度來源

在數字壓力計的檢定/校準中，影響示值測量不確定度的因素有：①示值重復性；②估讀引入的不確定度；③環境溫度引入的不確定度；④標準活塞壓力計引入的不確定度。

估讀引入的不確定度分量和示值重復性帶來的不確定度在不確定度評定中取二者中的較大值進行評定。高度差引入的不確定度較小可以忽略。環境溫度為21.0℃引入的不確定度可以忽略不計。由此可知檢定結果的不確定度主要由示值重復性、估讀、標準引入的不確定度組成[2]。

4 測量不確定度的來源和計算

0.05級（0～60）MPa分度值為0.001MPa的數字壓力計，選擇30MPa點進行不確定度分析

（1）u1項：該項來源可從重復性實驗中算得，屬A類不確定度分量。對3個測量點進行10次獨立測量，測得數據如表1：

表1 重復性實驗 （單位：MPa）

20MPa點：

共重復5次正反行程，計n=10，求得：

用貝塞爾公式算得單次值實驗標準差s(x)：

取10次測量的平均值為測量結果：

（2）u2項：數字壓力計估讀引起的不確定度分量。該數字壓力計的分辨率為0.001MPa，其概率分布屬均勻分布，為B類不確定度，故：

重復性與估讀值取大者

（3）u3項：由標準活塞壓力計本身的誤差引起，活塞式壓力計為0.02級，活塞在30MPa點的誤差為±0.006MPa，誤差概率服從均勻分布，為B類不確定度，故：

5 合成不確定度

5.1 主要標準不確定度匯總

表2 不確定度匯總

5.2 合成標準不確定度計算

20MPa點：

6 擴展不確定度

當p＝95%時，可取包含因子k＝2，則：

轉換成引用誤差表現形式

測量結果測量不確定度為

7 結束語

通過上述對測量結果的不確定度分析，得出測量結果的不確定度，滿足JJG875-2019數字壓力計檢定規程的要求，保證了壓力量值的準確可靠。此分析方法為數字壓力計的不確定度評定提供了參考，為數字壓力計檢定裝置的建立提供保障。