摘 要 當前國家能源戰(zhàn)略，對能源計量提出了較高要求。壓力變送器作為重要的熱工儀表，廣泛應用于氣體流量計量，在民用供暖、工業(yè)用熱方面發(fā)揮著突出作用。鑒于壓力變送器在工業(yè)生產中的重要作用，本文將按照JJG882-2004《壓力變送器檢定規(guī)程》的要求，根據(jù)流體靜力學原理，使用直接比較法，在環(huán)境溫度為23℃、濕度為50%RH條件下對準確度等級為0.5級的智能電動壓力變送器進行測量不確定度評定。

關鍵詞 壓力變送器；示值誤差；測量不確定度評定

中圖分類號 TM9 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-（2012）112-0121-01

1 數(shù)學模型的建立

數(shù)學模型 ：

靈敏系數(shù)：

式中：ΔI—壓力變送器的輸出電流示值誤差，mA；I—壓力變送器的輸出電流示值，mA；Im—壓力變送器的電流輸出量程，mA；I0—壓力變送器的電流輸出起始值，mA；P—壓力變送器的輸入壓力值，Pa；Pm—壓力變送器的壓力輸入量程，Pa。

2 輸入量的標準不確定度分量的評定

2.1 輸入量P的標準不確定度

壓力校準的示值誤差引入的不確定度：

該不確定度是來源于標準壓力模塊壓力測量的準確度等級為0.05級，采用B類方法進行評定，測量的最大允許誤差為±0.05%FS，標準壓力模塊的最大輸出壓力為2.5 MPa，則區(qū)間半寬度為α=0.00125MPa，遵從均勻分布，包含因子，則不確

定度為估計相對不確定度為5%，

則自由度ν（P）=200。

2.2 輸入量I的標準不確定度

1）電流測量的示值誤差引入的不確定度

該不確定度分量的主要來源是智能數(shù)字壓力校驗儀的電流測量最大示值誤差，采用B類方法進行評定，其誤差為±（0.02%讀數(shù)±0.003%量程），數(shù)字壓力校驗儀的測量范圍為（0-2.5）MPa，壓力變送器的最大輸出電流為20 mA，則區(qū)間半寬度為α=0.0047mA，遵從均勻分布，包含因子，則不確定度為

，估計相對不確定度為5%，

則自由度ν1（I）=200。

2）數(shù)值修約導致的不確定度

在對壓力變送器進行計量檢定時，判斷壓力變送器是否合格應以修約后的數(shù)據(jù)為準，因此，數(shù)值修約會產生不確定度，評定需考慮此不確定度分量。根據(jù)JJG882-2004，小數(shù)點后保留的位數(shù)應以舍入誤差小于壓力變送器最大允許誤差的

～為限。按照規(guī)程這里要檢定的0.5級電動壓力變送器的

最大允許誤差為±0.08 mA，則分散區(qū)間半寬度為α=0.0005mA，在此區(qū)間服從均勻分布包含因子，則不確定度為

估計相對不確定度為5%，則自

由度ν2（I）=200。

3）壓力變送器輸出電流的測量重復性引入的不確定度

該不確定度可以通過連續(xù)測量得到測量列，采用A類方法進行評定。在規(guī)程規(guī)定的條件下，在環(huán)境溫度為23℃，相對濕度為50%RH的條件下，選取五臺性能穩(wěn)定的同種類型壓力變送器，分別在0.00 MPa，0.40 MPa，0.80 MPa，1.20 MPa，1.60 MPa五個點，在重復性條件下，對其輸出電流各進行10次獨立測量。得到測量列以檢定點為例，如表1所示。

用JJF1059-1999 中公式9計算在0.00 MPa點的測量結果的重復性實驗標準偏差。單次實驗標準差為

因為用公式9計算的實驗標

準差只能說明0.00 MPa檢定點重復性測量對該點的不確定度的貢獻，不能代表其它檢定點的情況，為了表示多個檢定點實驗結果的A類不確定，用合并樣本標準差來計算在重復性條件多個檢定點一次測量結果的實驗標準差更為科學、合理。對其它檢定點按照公式9計算單次實驗標準差，共得五組計算結果，單次實驗標準差為S1=0.0007mA，S2=0.0007mA，S3=0.0055mA，S4=0.0011mA，S5=0.0008mA。所以，合成樣本標準差為

。實際測量情況，在重復性測量條件下

測量2次，以2次的測量算術平均值為測量結果，由此可得到由重

復性引起的測量不確定度為，其自由度為

ν3（I）=m×（n-1）=45。

4）輸入量I的標準不確定度計算

各標準不確定度分量互相獨立，輸入量I的標準不確定度為

，有效自由度為。

3 合成標準不確定度分量匯總及擴展不確定度的評定

由于u（I）和u（P）相互獨立，則合成標準不確定度為根據(jù)韋爾齊—薩特思韋特公式，有效自由度為

4 擴展不確定度評定

取置信概率p=95%，有效自由度νeff=328，將有效自由度近似取整為100，查表得包含因子kp=1.98。擴展不確定度U95=kp·uc=1.98×0.008mA=0.016mA。

5 測量不確定度的報告與表示

在規(guī)程規(guī)定的條件下，測量范圍為（0-1.6）MPa的0.5級JH20D型智能壓力變送器測量結果示值誤差的擴展不確定度為U95=0.016mA，kp=1.98有效自由度νeff=328。按照JJG882-2004要求，包括整個檢定設備在內檢定時引入的擴展不確定度（MPEV測量儀表最大允許示值誤差的絕對值），0.5

級壓力變送器MPEV=0.5%×16mA=0.080mA，U95/MPEV=0.2，此值小于，則檢定可行。

參考文獻

[1]JJG882-2004，壓力變送器檢定規(guī)程[S].

[2]JJF1059-1999，測量不確定度評定與表示[S].