【摘要】目前在檢測檢驗中，對所使用的標準儀器設(shè)備和試驗方法是必須給出相應(yīng)的不確定度，一方面便于使用它的人評定其可靠性，另一方面也增強了測量結(jié)果之間的可比性及溯源性。本文是對壓力變送器測量沖擊壓力為例，做一次完整的不確定度評定。

【關(guān)鍵詞】不確定度；壓力變送器

1.研究不確定度的意義

不確定度在本質(zhì)上是由于測量技術(shù)水平、人類認識能力所限造成的。同時它也是判定基準標準精度、檢測水平高低以及測量質(zhì)量的一個重要依據(jù)。在ISO/IEC導則25“校準實驗室與測試實驗室能力的通用要求”中指明，校準實驗室的每份證書或報告必須包含有關(guān)校準或測試結(jié)果不確定度的說明。不確定度如果評定過大，會使用戶認為現(xiàn)有的測量水平不能滿足需要而去購買更加昂貴的儀器，導致不必要的投資，造成浪費，或?qū)z定實驗室的服務(wù)工作產(chǎn)生干擾；不確定度評定過小，會因要求過于嚴格對產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)加工造成危害，使企業(yè)蒙受經(jīng)濟損失。所以測量不確定度必須正確評定。

2.不確定度的定義

測量不確定度的定義為：與測量結(jié)果相聯(lián)系參數(shù)，表征合理地賦予被測量量值的分散性。由于測試技術(shù)的不完善，人類認識能力所限，被測量的“真值”是不可知的，在實際工作中能得到的僅是“合理賦予被測量的值”，且不止一個，可以是多個。這些值的分散性就是不確定度。它表示出測量結(jié)果的范圍，被測量的真值以一定的概率落于其中。

3.概述

本文使用兩臺壓阻式壓力變送器對沖擊壓力同時進行測定，并對測量結(jié)果進行不確定度評定。

3.1測量依據(jù)：JJG624-2005動態(tài)壓力傳感器檢定規(guī)程。

3.2測量環(huán)境：溫度：20℃，相對濕度：67% 。

3.3測量方法：使用兩臺壓阻式壓力變送器直接讀取沖擊壓力值，并對兩個值取平均。

4.數(shù)學模型

壓力變送器示值的數(shù)學模型為：k=k1/2+ k2/2。k——被測壓力（MPa）；k1----壓力變送器1示值（MPa）。k2----壓力變送器2示值（MPa）。

5.標準不確定度分量評定

標準不確定度可以分為A類標準不確定度和B類標準不確定度，用對觀測列的統(tǒng)計分析進行評定得出的標準不確定度稱為A類標準不確定度，用不同于對觀測列的統(tǒng)計分析來評定的標準不確定度稱為B類標準不確定度。

5.1A類標準不確定度UA的評定。由壓阻式壓力變送器人為讀數(shù)誤差及壓力穩(wěn)定性引起的標準不確定度，在標準值0.46MPa下的10個數(shù)據(jù)如表1。其中測試值1為壓阻式壓力變送器1的值，測試值2為壓阻式壓力變送器2的值。測試數(shù)據(jù)及標準偏差如表1。

表1

次數(shù) 測試值1

（MPa） 測試值2

（MPa）

1 0.461 0.457

2 0.468 0.462

3 0.463 0.464

4 0.467 0.459

5 0.466 0.456

6 0.463 0.461

7 0.467 0.463

8 0.458 0.462

9 0.462 0.457

10 0.464 0.459

標準偏差 0.00314 0.00279

標準偏差根據(jù)公式求得：

xi----每次實際測試值，----平均值，νA為自由度。

5.2B類標準不確定度UB的評定。此類不確定度由壓阻式壓力變送器自身誤差引入的不確定度。通過變送器自校證書得到精度等級為0.5級，固極限誤差為±0.5%，均勻分布，估計其可靠性10%。

所以變送器自身不確定度UB=0.29%，自由度VB為50。

6.標準不確定度分量一覽

表2

標準不確定度分量 不確定度

的來源 標準不

確定度 靈敏

系數(shù) 靈敏系數(shù)修正后的不確定度 自由度vi

1（MPa） 2（MPa） 1（MPa） 2（MPa）

UA 測量重復(fù)性 0.00314 0.00279 1 0.00314 0.00279 9

UB 測試儀

自身誤差 0.0029 0.0029 1 0.0029 0.0029 50

7.合成標準不確定度評定

輸入量彼此獨立不相關(guān)，且兩臺壓阻式壓力變送器彼此獨立不相關(guān)，所以合成標準不確定度可用下式得到：壓阻式壓力變送器1：=0.00427=0.427% MPa。壓阻式壓力變送器2：=0.00402=0.402% MPa。被測壓力：=0.00293=0.293% MPa

8.有效自由度計算

由有效自由度計算公式：壓阻式壓力變送器1：Veff1=27。壓阻式壓力變送器2：Veff2=32。被測壓力：Veff=58。

9.計算擴展不確定度評定

取p=95%，Veff1=27，查t分布表得KP=2.052，則擴展不確定度按照公式：UP=KPUC，得到壓阻式壓力變送器1：U1=0.876%MPa；取p=95%，Veff2=32，查t分布表得KP=2.036，則擴展不確定度按照公式：UP=KPUC，得到壓阻式壓力變送器2：U2=0.818%MPa。取p=95%，Veff2=58，查t分布表得KP=2.001，則擴展不確定度按照公式：UP=KPUC，得到被測壓力：U=0.586% MPa。

10.不確定度最后報告

壓阻式壓力變送器1：U1=0.876% MPa，P=95%，veff1=27，KP =2.052；壓阻式壓力變送器2：U2=0.818% MPa，P=95%，veff2=32，KP=2.036。被測壓力：U=0.586% MPa，P=95%，veff2=58，KP=2.001。

11.結(jié)論

本文完整的對壓阻式壓力變送器測量沖擊壓力進行了不確定度評定，從數(shù)據(jù)中可以看出，對兩臺壓阻式壓力變送器的值取平均后所得的不確定度比單臺壓阻式壓力變送器直接測量的不確定度要低不少。

作者簡介

唐瓚（1982-）男，重慶市人，工程師，畢業(yè)于中國礦業(yè)大學，目前在中煤科工集團重慶研究院有限公司主要從事礦用產(chǎn)品檢測檢驗技術(shù)和裝置的科研開發(fā)工作。