压力表测量结果示值误差的不确定度探讨

文婷 田春苗

盘锦检验检测中心（盘锦市计量测试和标准化研究服务中心） 辽宁盘锦 124000

1 概述

1.1 测量依据

JJG52-2013《弹性元件式一般压力表压力真空表和真空表》检定规程要求。

1.2 测量环境

检定环境要求为（20±5）℃，相对湿度不大于85%。

1.3 测量标准

测量所使用标准器为0.05级活塞式压力计，测量范围为（0.1-6）MPa，准确度等级为0.05级。

1.4 测量传递压力表

一般压力表一块，准确度等级为1.6级，测量范围为（0-4）MPa，分度值为0.1MPa。

1.5 测量方法

使用0.05级活塞式压力计，用专用砝码直接进行升压、降压两个行程的检定。压力表示值与专用砝码加载于活塞上产生的标准压力值之差即为示值误差[1]。测量过程中取10个测量点进行测量。对该表取2MPa点进行示值误差测量结果的不确定度评定[2]。

2 数学模型

2.1 数学表达式P= P0+ΔP

P --- 被检压力表示值，MPa；

P0--- 专用砝码加载于活塞上产生的标准压力值，MPa；

ΔP --- 被检压力表示值误差，MPa；

2.2 灵敏系数

3 标准不确定度来源分析

3.1 压力表测量重复性引起的标准不确定度u（P1）

u（P1）主要来源是被测压力表的测量重复性，可以通过连续测量得到，用A类评定方法进行评定[3]。对（0-4）MPa压力表，1.6级，在2MPa点作10次重复性测量得到测量数据如下（MPa）：

测量次数 测量点标称值 测得被检表示值1 2.00 2.00 2 2.00 2.00 3 2.00 2.00 4 2.00 2.00 5 2.00 2.00 6 2.00 2.02 7 2.00 2.02 8 2.00 2.02 9 2.00 2.02 10 2.00 2.02平均值 2.01

单次测量实验标准差

3.2 标准活塞压力计引起的标准不确定度u（P0）

0.05级活塞压力计的准确度等级为0.05级，压力表最大量程4MPa允 许 误 差 为 ±0.0005×4=±0.002MPa， 取 半 宽a=0.002MPa，区间内服从均分布k取。

标准不确定度为

3.3 被测压力表读数估读所带来不确定度u（P2）

由于被检表最小刻度值为0.1MPa，读数估读到其值1/5即为0.02MPa，区间半宽为0.01MPa，其分布为均匀分布，故包含因子标准不确定度

3.4 温度变化引起的标准不确定度u（P3）

压力表测量上限值pM=4MPa，规程要求1.6级精密压力表的环境温度（20±5）℃，温度变化范围为t=±5℃，取半宽a=5℃，弹簧管式压力表铜管的温度弹性膨胀系数为kt=0.0004/℃，假定在a=5℃区间因温度引起的压力示值变化服从均匀分布，则包含因子故标准不确定度为；

4 标准不确定度来源汇总表

序号 标准不确定度分量来源 标准不确定度分量ui 灵敏度ci标准不确定度∣ci∣×ui 1 测量重复性引起的标准不确定度 u（P1） 1 0.0035 2 标准活塞压力计引起的标准不确定度 u（P0） 1 0.0012 3 被测精密压力表读数估读所带来不确定度 u（P2） 1 0.0058 4 温度变化引起的标准不确定度 u（P3） 1 0.0046

5 合成标准不确定度uc

因各分量彼此独立，所以合成标准不确定度uc为

6 扩展不确定度U评定

主导实验室给出k取2最佳状态

故 U= uc×2=0.0083×2=0.02MPa（k=2）

7 测量不确定度的报告与表示

用0.05级活塞式压力计测量（0-4）MPa、1.6级压力表示值误差测量结果的扩展不确定度为：

U=0.02MPa（k=2）