(0-6)MPa压力表示值误差测定值的不确定度评价

2017-10-23

福建质量管理 2017年18期

关键词：输入量压力表示值

(大竹县计量测试所四川达州 635000)

唐定波冷中成

(大竹县计量测试所四川达州635000)

一、概述

1.评定依据：JJG52—2013《弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表》和JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》。

2.环境条件：温度(20±5)℃；相对湿度：不大于85%。测量标准与被测对象在此环境下恒温2h以上。

3.测量标准：二等标准活塞式压力计，测量范围：(0～6)MPa；准确度等级：0.05级。

4.被测对象：密压力表，测量范围：(0～4)MPa；厂家：中航仪表厂；准确度等级：0.25级，最小分度值为0.02MPa。

5.测量方法

在环境条件下静止至少2h后，将压力表装在二等活塞压力计上，从零点均匀换缓慢地加压至第1个检定点，然后读取被检表的示值(按分度值的1/5估读)，接着用手轻敲一下表壳，再读取被检表的示值并记录，轻敲前、后被检表与标准示值之差即为该检定点的示值误差。

6.评定结果的使用：符合上述条件下的测量结果,一般可直接使用本不确定度的评定结果。

二、数学模型

根据测量方法建立如下数学模型：△P=Pm-Ps

式中：△P—被测压力表的示值误差，MPa；Pm—被测压力表的指示值，MPa；Ps—二等活塞压力计的标准压力值，MPa。

三、压力表示值误差测量结果的不确定度来源

在对压力表示值误差测量值分析判定的不确定度来源有：测量重复性影响，测量时分度值影响，表指针轴与下端面高度差影响，测量环境条件影响。

测量标准准确度带来不确定来源有：标准器准确度影响，活塞垂直度影响，环境温度对标准器影响，空气浮力影响。

由于测量时活塞杆、活塞缸均为碳化钨制造，线膨胀系数仅为4.5×10-7，故环境温度对标准器影响引入的不确定度可忽略不计。由于测量压力较大，故空气浮力和表指针轴与下端面高度差影响引入的不确定度也可忽略不计。因此，压力表示值误差测量结果的不确定度来源主要由以下分量组成：①被测精密压力表的重复性引起的标准不确定度分量，采用不确定度A类评定方法；②测量压力表时分度值引起的不确定度分量，采用不确定度B类评定方法；③测量标准器准确度引起的标准不确定度分量，采用不确定度B类评定方法；④测量标准器的活塞垂直度影响引起的不确定度，采用不确定度B类评定方法。

四、输入量的标准不确定度评定

(一)输入量Pm的标准不确定度U(Pm)评定

1.被测精密压力表的重复性引起的标准不确定度分量u1(Pm)(采用A类评定方法)，可以通过连续测量得到测量值。

复性条件下，在精密压力表2.0MPa处连续测量10次，得到测量列为：2.008，2.008，2.008，2.006，2.008，2.008，2.006，2.008，2.006，2.008(MPa)。

经计算，压力表示值的算术平均值为：2.0074MPa；单次实验标准偏差si=0.000966MPa；

当任意选取3只同等条件的压力表，在同样检定点重复性条件下连续测量10次，共得到3组测量列，每组测量列分别按照上述方法计算单次标准偏差如表1所示：

表1 m组实验标准偏差计算结果

合并样本标准偏差Sp=0.000976MPa，自由度为：v1=3×(10-1)=27。

2.测量压力表时分度值引起的不确定度u2(Pm)(采用B类评定方法)。

3.输入量Pm的标准不确定度U(Pm)评定

(二)输入量Ps的标准不确定度U(Ps)评定

1.测量标准器准确度引起的标准不确定度分量u1(Ps)(采用B类评定方法)

2.测量标准器的活塞垂直度影响引起的不确定度u2(Ps)(采用B类评定方法)

3.输入量Ps的标准不确定度u(Ps)的评价

估计△u2(Pm)/u2(Pm)为0.10，则自由度v2=50。

五、合成标准不确定度的评价

(一)灵敏系数

测量模型：△P=Pm-Ps

灵敏系数为：c1=△P/Pm=1；c1=△P/Ps=-1。

(二)标准不确定度汇总表

标准不确定度分量u(Pi)不确定度来源标准不确定度(MPa)ci|ci|u(Pi)viU(Pm)输入量Pm的不确定度评定0.0015110.0015127u1(Pm)压力表的重复性引起的标准不确定度0.00097627u2(Pm)测量压力表时分度值引起的不确定度0.00115U(Ps)输入量Ps的不确定度评定0.000902-10.00090250u1(Ps)标准器准确度引起的标准不确定度0.000577u2(Ps)标准器的活塞垂直度影响引起的不确定度0.000693

(三)合成标准不确定度的计算