0.5級壓力控制器設定點偏差測量結果不確定度評定

【摘 要】本文通過用直接測量的方法，對0.5級壓力控制器的不確定度分析，闡明了其不確定度分量的來源，對減小不確定度分量影響提供了方向，對當前壓力控制器的不確定度分析有一定幫助。

【關鍵詞】0.5級壓力控制器；偏差；測量；標準

1.概述

1.1測量依據

依據 JJG544-2011《壓力控制器》、JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》。

1.2環境條件

溫度（20±5）℃，相對濕度不大于45%～75%。

1.3測量標準

數字壓力校驗儀，量程：-0.01MPa～2MPa，MPE：±0.025%F·S。

數字壓力模塊，量程： 0MPa～7MPa，MPE：±0.025%F·S。

1.4被測對象

測量范圍：（0～6）MPa，準確度等級為0.5級壓力控制器。

1.5測量方法

壓力控制器的設定點偏差在本實驗室測量是通過數字壓力校驗儀直接測得的。測量時，把壓力控制器連接在壓力泵壓力接口上，和數字壓力校驗儀以及壓力模塊形成一個密閉的回路，然后通過壓力泵和數字壓力校驗儀產生標準壓力源。這樣，被檢壓力控制器的設定點偏差就是壓力控制器動作時的標準壓力值與設定壓力值之差除以壓力控制器量程而得。

2.數學模型

根據上面分析，被檢壓力控制器設定點偏差可以寫成這種模式：

δ=×100%

式中：δ—壓力控制器設定點偏差。

—某一檢定點的平均值（MPa）。

S—設定點（MPa）。

p—壓力控制器量程（MPa）。

3.輸入量的標準不確定度評定

為了分析，以一只0.5級（0～6）MPa分度值0.05MPa的壓力控制器（切換差不可調）的檢定為例。

3.1被檢控制器某一點示值重復性

該項來源可從重復性實驗中算得，其中包括觀測人員對示值的估讀隨機性和彈性元件滯后特性引起誤差的因素，屬A類不確定度分量。對被檢控制器作全量程檢定，以1MPa點為例，讀取標準器上數據。

共重復5次正反行程，計n=10，求得：

=1.015MPa

用貝塞爾公式計算得單次值實驗標準差s為：

s=0.0053MPa

任意選取3臺同類型的壓力控制器，每臺各在2MPa，4MPa，6MPa處連續測量10次，共得9組測量列，每組測量列分別按上述計算得到單次實驗標準差，如表所示。

m組試驗標準差計算結果 MPa

合成樣本標準差sQ為：

sQ==0.0050 MPa

實際測量情況為在重復性條件下測量3次，以3次測量算術平均值為測量結果，則可得到：

u===0.0029MPa

3.2對被檢控制器設定點估讀誤差u2

對指針類刻度儀表，要求估讀至分度的1/5。由于操作者的習慣勢力及指針與刻度盤間有距離，視線可能產生偏角。因此估讀不可靠性同樣以1/2分度值估計，該誤差分布遵從均勻分布，為B類不確定度，故：

u2==0.0029 MPa

3.3數據修約取舍誤差

檢定結果修約至控制器估讀值（即分度值的1/5），其修約誤差為估讀值的1/2，遵從均勻分布，為B類不確定度，故：

u3==0.0029MPa

3.4標準器不確定度的影響量u4

由壓力校驗儀本身的誤差引起，準確度等級為±0.025%F·S，采用7MPa模塊進行檢定，假設誤差服從均勻分布，包含因子，B類不確定度（用引用誤差形式表示），故：

u4===0.0010MPa

4.標準不確定度一覽表

標準不確定度一覽表

5.合成標準不確定度

uc=

=

=0.0051MPa

6.測量結果相對擴展不確定度

Urel=k××100%=2××100%=0.17%

【參考文獻】

[1]JJG544-2011《壓力控制器》.

[2]JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》.