0.2級(jí)數(shù)字壓力計(jì)示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

【摘 要】本文用直接測(cè)量的方法，通過(guò)對(duì)0.2級(jí)數(shù)字壓力計(jì)的不確定度分析，闡明了其不確定度分量的來(lái)源，對(duì)減小不確定度分量影響提供了方向，對(duì)當(dāng)前數(shù)字壓力計(jì)的不確定度分析有一定幫助。

【關(guān)鍵詞】0.2級(jí)數(shù)字壓力計(jì)；測(cè)量；標(biāo)準(zhǔn)

1.概述

1.1測(cè)量依據(jù)

JJG875-2005《數(shù)字壓力計(jì)》、JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》。

1.2環(huán)境條件

溫度（20±5）℃，相對(duì)濕度不大于85%。

1.3測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)字壓力校驗(yàn)儀，量程：-0.01MPa～2MPa，MPE：±0.025%F·S。

數(shù)字壓力模塊，量程：0kPa～350kPa，MPE：±0.025%F·S。

1.4被測(cè)對(duì)象

測(cè)量范圍：（0～250）kPa、準(zhǔn)確度等級(jí)為0.2級(jí)數(shù)字壓力計(jì)。

1.5測(cè)量方法

數(shù)字壓力計(jì)校準(zhǔn)采用直接測(cè)量法。采用氣壓平衡原理，即通過(guò)高精度的數(shù)字壓力校驗(yàn)設(shè)備輸出相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的氣壓來(lái)測(cè)量被檢數(shù)字壓力計(jì)相應(yīng)壓力值的大小，得出被校儀器的示值誤差，實(shí)現(xiàn)量值溯源。

2.數(shù)學(xué)模型

根據(jù)數(shù)字壓力計(jì)檢定規(guī)程，儀表示值誤差的計(jì)算公式為：

△P=P被-P標(biāo)

式中：

△P—示值誤差（kPa）。

P被—被校數(shù)字壓力計(jì)示值（kPa）。

P標(biāo)—數(shù)字壓力校驗(yàn)儀輸出的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的壓力值（kPa）。

3.輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

3.1輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（P被）的評(píng)定

輸入量P被的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來(lái)源主要是數(shù)字壓力計(jì)的測(cè)量重復(fù)性，可以通過(guò)連續(xù)多次測(cè)量得到測(cè)量列，采用A類方法進(jìn)行評(píng)定。對(duì)一臺(tái)（0～250）kPa、準(zhǔn)確度等級(jí)為0.2級(jí)數(shù)字壓力計(jì)，在200kPa處進(jìn)行10次等精度重復(fù)測(cè)量，所得數(shù)據(jù)如表所示：

測(cè)量數(shù)列

其平均值為：

被=199.957kPa

用貝塞爾公式算得單次試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差s為：

s=0.011kPa

任意選3臺(tái)同類型的數(shù)字壓力計(jì)，每臺(tái)各在60kPa，100kPa，160 kPa處連續(xù)測(cè)量10次，共得9組測(cè)量列，每組測(cè)量列分別按上述計(jì)算得到單次試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差，如圖所示：

合成樣本標(biāo)準(zhǔn)差sp為：

sp=0.015kPa

實(shí)際情況為每次讀數(shù)為重復(fù)測(cè)量2次的讀數(shù)，以2次測(cè)量算術(shù)平均值為測(cè)量結(jié)果，則可得：

u（P被）=0.011kPa

3.2輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（P標(biāo)）的評(píng)定

輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（P標(biāo)）的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來(lái)源于數(shù)字壓力校驗(yàn)儀的不確定度和數(shù)字壓力校驗(yàn)儀壓力輸出的下端面和被校壓力計(jì)的下端面的高度差。

（1）在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，盡量保持兩者下端面在同一水平位置，該不確定度分量可忽略。

（2）我所的數(shù)字壓力校驗(yàn)儀最大允許誤差，有上級(jí)檢定部門(mén)出具的檢定證書(shū)中給出其值為：±0.025%F·S，假設(shè)在該區(qū)間內(nèi)分布屬均勻分布，包含因子為，可按B類不確定度評(píng)定。

a=0.025%×250=0.062kPa

u（P標(biāo)）==0.036kPa

4.合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

4.1靈敏系數(shù)

c=δ/p=1

c=δ/p=-1

標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表

4.2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算

假設(shè)xi彼此獨(dú)立，所以合成不確定度為：

u（）==0.038kPa

5.測(cè)量結(jié)果相對(duì)擴(kuò)展不確定度

Urel=k××100%=2××100%=0.03%

【參考文獻(xiàn)】

[1]JJG875-2005《數(shù)字壓力計(jì)》.

[2]JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》.