0.2級數字壓力計示值誤差測量結果的不確定度評定

【摘 要】本文用直接測量的方法，通過對0.2級數字壓力計的不確定度分析，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，對當前數字壓力計的不確定度分析有一定幫助。

【關鍵詞】0.2級數字壓力計；測量；標準

1.概述

1.1測量依據

JJG875-2005《數字壓力計》、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85%。

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：0kPa～350kPa，MPE：±0.025%F·S。

1.4被測對象

測量范圍：（0～250）kPa、準確度等級為0.2級數字壓力計。

1.5測量方法

數字壓力計校準采用直接測量法。采用氣壓平衡原理，即通過高精度的數字壓力校驗設備輸出相對標準的氣壓來測量被檢數字壓力計相應壓力值的大小，得出被校儀器的示值誤差，實現量值溯源。

2.數學模型

根據數字壓力計檢定規程，儀表示值誤差的計算公式為：

△P=P被-P標

式中：

△P—示值誤差（kPa）。

P被—被校數字壓力計示值（kPa）。

P標—數字壓力校驗儀輸出的相對標準的壓力值（kPa）。

3.輸入量的標準不確定度的評定

3.1輸入量的標準不確定度u（P被）的評定

輸入量P被的標準不確定度來源主要是數字壓力計的測量重復性，可以通過連續多次測量得到測量列，采用A類方法進行評定。對一臺（0～250）kPa、準確度等級為0.2級數字壓力計，在200kPa處進行10次等精度重復測量，所得數據如表所示：

測量數列

其平均值為：

被=199.957kPa

用貝塞爾公式算得單次試驗標準差s為：

s=0.011kPa

任意選3臺同類型的數字壓力計，每臺各在60kPa，100kPa，160 kPa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試驗標準差，如圖所示：

合成樣本標準差sp為：

sp=0.015kPa

實際情況為每次讀數為重復測量2次的讀數，以2次測量算術平均值為測量結果，則可得：

u（P被）=0.011kPa

3.2輸入量的標準不確定度u（P標）的評定

輸入量的標準不確定度u（P標）的標準不確定度來源于數字壓力校驗儀的不確定度和數字壓力校驗儀壓力輸出的下端面和被校壓力計的下端面的高度差。

（1）在實際測量過程中，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）我所的數字壓力校驗儀最大允許誤差，有上級檢定部門出具的檢定證書中給出其值為：±0.025%F·S，假設在該區間內分布屬均勻分布，包含因子為，可按B類不確定度評定。

a=0.025%×250=0.062kPa

u（P標）==0.036kPa

4.合成標準不確定度的評定

4.1靈敏系數

c=δ/p=1

c=δ/p=-1

標準不確定度一覽表

4.2合成標準不確定度的計算

假設xi彼此獨立，所以合成不確定度為：

u（）==0.038kPa

5.測量結果相對擴展不確定度

Urel=k××100%=2××100%=0.03%

【參考文獻】

[1]JJG875-2005《數字壓力計》.

[2]JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》.