弹性元件式精密压力表测量结果的不确定度评定

2016-08-09王万里

大科技 2016年21期

关键词：弹性元件测量范围压力计

王万里

（淮北市计量测试研究所安徽淮北 235000）

弹性元件式精密压力表测量结果的不确定度评定

王万里

（淮北市计量测试研究所安徽淮北 235000）

本文介绍了0.4级弹性元件式精密压力表测量结果不确定度的主要来源，以及精密压力表不确定度评定的步骤和方法，并给出结果。

弹性元件式精密压力表；测量结果；不确定度评定

1 概述

1.1 测量依据

《弹性元件式精密压力表和真空表检定规程》（JJG49-2013）。

1.2 环境条件

温度（20±3）℃，相对湿度≤85%，环境压力为大气压力。精密压力表在检定前应在规定的环境条件下至少静置2h，然后才能进行检定等操作。

1.3 测量标准

测量范围为（0～60）MPa，准确度等级为0.05级的二等标准活塞压力计。

1.4 测量对象

准确度等级为0.4级，测量范围为（0～10）MPa的弹性元件式精密压力表。

1.5 测量方法

按照弹性元件式精密压力表和真空表检定规程中的检定方法，采用二等标准活塞压力计与被检精密压力表的示值直接比较的方法进行测量。

2 测量模型

ΔP=Pb–Pa

式中：ΔP——精密压力表的示值误差（MPa）；

Pb——精密压力表的示值（MPa）；

Pa——活塞压力计的示值（MPa）。

3 方差和灵敏系数

因为Pb和Pa独立不相关，所以合成方差为：

式中：uc——测量结果的合成标准不确定度；

ub——精密压力表的测量标准不确定度；

ua——活塞压力计引入的标准不确定度。

4 标准不确定度的来源

弹性元件式精密压力表的测量重复性。

弹性元件式精密压力表的分辨力。

标准装置二等活塞压力计的准确度。

5 标准不确定度的评定

5.1 精密压力表测量重复性引起的不确定度

测量重复性引起的不确定度为A类不确定度。对选定的测量范围为（0～10）MPa的0.4级精密压力表的每个检定点依次检定，每个点测量十次。以 5MPa 检定点为例，测量数据如下：5.005，5.010，5.005，5.015，5.010，5.020，5.005，5.015，5.010，5.025（单位：MPa）。

平均值为5.012MPa。

由贝塞尔公式求单次测量值的实验标准偏差为：

自由度v=n-1=9。

同理可测得其他检定点的不确定度如表1所示。

表1

表中可以看出，在6MPa这一检定点不确定度最大，因此精密压力表测量重复性引起的不确定度u1=0.00217MPa，自由度v1=9。

5.2 精密压力表的分辨力引起的标准不确定度

0.4级10MPa精密压力表的分度值为0.05MPa，根据检定规程的规定，测量值按照分度值的十分之一估读，则最小示值误差为0.005MPa。由分辨力引起的不确定度分量为B类不确定度，视其为均匀分布，包含因子，区间半宽度a=0.005/2=0.0025，所以精密压力表的分辨力引起的标准不确定度，估计 Δu2/u2=0.10，其自由度v2=50。

5.3 标准装置二等活塞压力计引起的标准不确定度

二等活塞压力计的准确度等级为0.05级，允许误差为±0.05%，由它引入的标准不确定度分量属于B类不确定度，在区间内均匀分布，包含因子。活塞压力计的误差是相对误差，在被检精密压力表每一个检定点所引入的不确定度分量如表2所示。