【摘 要】本文通過用直接測量的方法，對0.5級(jí)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(dāng)前壓力控制器的不確定度分析有一定幫助。

【關(guān)鍵詞】0.5級(jí)壓力控制器；偏差；測量；標(biāo)準(zhǔn)

1.概述

1.1測量依據(jù)

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

1.2環(huán)境條件

溫度（20±5）℃，相對濕度不大于45%～75%。

1.3測量標(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： 0MPa～7MPa，MPE：±0.025%F·S。

1.4被測對象

測量范圍：（0～6）MPa，準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5級(jí)壓力控制器。

1.5測量方法

壓力控制器的設(shè)定點(diǎn)偏差在本實(shí)驗(yàn)室測量是通過數(shù)字壓力校驗(yàn)儀直接測得的。測量時(shí)，把壓力控制器連接在壓力泵壓力接口上，和數(shù)字壓力校驗(yàn)儀以及壓力模塊形成一個(gè)密閉的回路，然后通過壓力泵和數(shù)字壓力校驗(yàn)儀產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)壓力源。這樣，被檢壓力控制器的設(shè)定點(diǎn)偏差就是壓力控制器動(dòng)作時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)壓力值與設(shè)定壓力值之差除以壓力控制器量程而得。

2.數(shù)學(xué)模型

根據(jù)上面分析，被檢壓力控制器設(shè)定點(diǎn)偏差可以寫成這種模式：

δ=×100%

式中：δ—壓力控制器設(shè)定點(diǎn)偏差。

—某一檢定點(diǎn)的平均值（MPa）。

S—設(shè)定點(diǎn)（MPa）。

p—壓力控制器量程（MPa）。

3.輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

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

3.1被檢控制器某一點(diǎn)示值重復(fù)性

該項(xiàng)來源可從重復(fù)性實(shí)驗(yàn)中算得，其中包括觀測人員對示值的估讀隨機(jī)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(diǎn)為例，讀取標(biāo)準(zhǔn)器上數(shù)據(jù)。

共重復(fù)5次正反行程，計(jì)n=10，求得：

=1.015MPa

用貝塞爾公式計(jì)算得單次值實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差s為：

s=0.0053MPa

任意選取3臺(tái)同類型的壓力控制器，每臺(tái)各在2MPa，4MPa，6MPa處連續(xù)測量10次，共得9組測量列，每組測量列分別按上述計(jì)算得到單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差，如表所示。

m組試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算結(jié)果 MPa

合成樣本標(biāo)準(zhǔn)差sQ為：

sQ==0.0050 MPa

實(shí)際測量情況為在重復(fù)性條件下測量3次，以3次測量算術(shù)平均值為測量結(jié)果，則可得到：

u===0.0029MPa

3.2對被檢控制器設(shè)定點(diǎn)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(xí)慣勢力及指針與刻度盤間有距離，視線可能產(chǎn)生偏角。因此估讀不可靠性同樣以1/2分度值估計(jì)，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(shù)據(jù)修約取舍誤差

檢定結(jié)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(biāo)準(zhǔn)器不確定度的影響量u4

由壓力校驗(yàn)儀本身的誤差引起，準(zhǔn)確度等級(jí)為±0.025%F·S，采用7MPa模塊進(jìn)行檢定，假設(shè)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(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表

標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表

5.合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

uc=

=

=0.0051MPa

6.測量結(jié)果相對擴(kuò)展不確定度

Urel=k××100%=2××100%=0.17%

【參考文獻(xiàn)】

[1]JJG544-2011《壓力控制器》.

[2]JJF1059.1-2012《測量不確定度評(píng)定與表示》.