气体减压器用压力表示值误差测量不确定度评定

王同宾　孙金晨

【摘要】 本文主要依据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》及JJF 1328-2011《带弹簧管压力表的气体减压器校准规范》对气体减压器用压力表示值误差测量结果不确定度进行评定，详细介绍了气体减压器用压力表示值误差测量结果不确定度评定方法，并给出了扩展不确定度。

【关键词】 气体减压器;压力表;不确定度

【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2020.04.027

Evaluation of Uncertainty in Measurement of Pressure Indication Error of Pressure Regulators

Abstract： This paper is mainly based on JJF 1059.1-2012 Evaluation and Expression of Uncertainty in Measurement and JJF 1328-2011 The calibration specification for pressure regulators with bourdon tube  pressure gauge evaluates the uncertainty of the measurement result of the pressure indication error for pressure regulators，the uncertainty evaluation method of the measurement result of the pressure indication error of the pressure regulator is introduced in detail，and the extended uncertainty is given.

Key words： pressure regulators;pressure gauge;uncertainty

WANG Tong-bin，SUN Jin-chen

（Liaoning Institute of Measurement，Shenyang 110004，China）

氣体减压器用压力表一般为2.5级，本例中选用一块测量范围为25 MPa的氧气压力表作为被校压力表，根据JJF 1328-2011带弹簧管压力表的气体减压器校准规范要求只校到15 MPa。标准器选用测量范围为0～25 MPa准确度等级为0.05级的数字压力计，其评定过程如下。

1 建立测量模型

1.1 测量模型

[Δ=P被-P标] （1）

式中：[Δ]——被校表示值误差;

[P被]——校准点上被校表示值;

[P标]——标准器示值。

1.2 计算灵敏系数

式（1）对各不确定度来源量求偏导得出各项的灵敏系数：[c1=ΔP被=1];[c2=ΔP标=-1]。

2 标准不确定度的评定

2.1 标准器引入的标准不确定度

由标准器引入的标准不确定度，属B类，标准器准确度等级为0.05级，服从均匀分布，故：

[u标=δ被P标×0.05%×253=0.008 MPa] （2）

2.2 被校表引入的不确定度

该项不确定度来源可从重复性及对压力表的估读所带来的误差中算得。

1）重复性引入的标准不确定度

对被校表在5 MPa、10 MPa、15 MPa三个点上进行多次测量，测量数据如下。

由公式[s=i=1n（Pi-P）2n-1]算得单次实验标准差如下表：

任意选取3块同量程的压力表，各表分别在5 MPa、10 MPa、15 MPa点上，在重复性条件下连续测量10次，每个校准点得到3组测量列，每组测量列分别按上述方法得到单次试验标准差，结果如下表所示。

合成样本标准差sp为：

[sp=1mj=1msj2=u2] （3）

重复性引入的标准不确定度结果如表4所示。

2）被校表读数误差引入的标准不确定度

对一般压力表，要求估读至分度值的1/5。由于操作者的习惯及指针与刻度盘间有距离，视线可能产生偏角，估读不可靠性以1/10分度估计，该误差分布服从均匀分布。被校表分度值为1 MPa，所以：

[u3=1×1103=0.13=0.058 MPa] （4）

由于[u2]>[u3]，[u3]引入的影响可以忽略不计，因此被校表引入的不确定度[u被]=[u2]

3 标准不确定度分量表

4 合成标准不确定度[uc]的评定

以上各分量独立不相关，由公式[uc=c22u标2+c21u被2]得合成标准不确定度（见表6）。

5 扩展不确定度的确定

取包含因子k=2，则气体减压器用压力表示值误差在5 MPa、10 MPa、15 MPa三个点上的扩展不确定度为：

5 MPa：[U=k×uc=0.2 MPa];

10 MPa：[U=k×uc=0.2 MPa];

15 MPa：[U=k×uc=0.3 MPa]。

【参考文献】

[1]    带弹簧管压力表的气体减压器校准规范：JJF 1328-2011[S].

[2]    测量不确定度评定与表示：JJF 1059.1-2012[S].

[3]    通用计量术语及定义：JJF 1001-2011[S].

【作者简介】

王同宾（1980-），男，高级工程师，学士，研究方向为压力计量。

孙金晨（1987-），男，工程师，硕士，研究方向为压力计量。