王建平，施勝，杜金平，孔慶有

(沈陽發(fā)動機設(shè)計研究所測試計量中心，遼寧沈陽110015)

0 引言

不確定度是表示測量結(jié)果分散性的參數(shù)，不能用來修正測量結(jié)果。不確定度越小，所述結(jié)果與被測量真值愈接近，其使用價值越大。不確定度越大，所述結(jié)果與被測量真值愈遠，其使用價值也越小。在測量結(jié)果報告中一般都給出對應(yīng)的不確定度;一方面便于使用者評定其測量結(jié)果的可靠性，另一方面也增強了測量結(jié)果之間的可比性。以往對不確定度評定:只研究一個檢定點，然后以點帶面對所測量范圍進行推斷評定，這樣的檢測結(jié)果對其它測量點有一定的局限性。本文選定準確度等級為1.6級，測量范圍為0～1.6 MPa壓力表進行全量程檢定，測量所有檢定點的誤差并計算所有檢定點的測量結(jié)果的不確定度，這種方法是對以往不確定度評定的一種全新的嘗試。

1 檢定條件

所需儀器儀表:①0.05級二等活塞式壓力計一臺，標準活塞式壓力計，測量范圍0.1～6 MPa;②準確度等級1.6級壓力表一塊，要求測量范圍0～1.6 MPa;③溫濕度計一個，滿足環(huán)境溫度(20±5)℃，相對濕度小于85%。

測量方法:根據(jù)流體靜力學(xué)原理，采用直接比較法進行操作。

檢定方法:將壓力表與二等活塞壓力計(標準器)相連接，對測量系統(tǒng)進行加壓，當活塞系統(tǒng)達到相對平衡時，分別讀取活塞壓力和壓力表的示值，被測壓力表的示值與活塞壓力計的壓力值之差即為壓力表的示值誤差。

2 不確定度評定

2.1 標準不確定度分量的評定

標準不確定度分量的評定數(shù)學(xué)模型為

式中:Δp為被測壓力表的示值誤差;p為被測壓力表的示值;ps為二等活塞壓力計產(chǎn)生的壓力值。

1)測量重復(fù)性引起的不確定度分量u1

測量重復(fù)性引起的不確定度屬于A類評定，根據(jù)國家計量檢定規(guī)程JJG 52-2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表》，對壓力表4個有刻度測量點示值各進行2次測量，測量結(jié)果取2次讀數(shù)的算術(shù)平均值。當測量次數(shù)較少時，采用極差法計算實驗標準偏差

式中:s為單次測量的標準差;pmax為測量結(jié)果的最大值;pmin為測量結(jié)果的最小值;C為極差系數(shù)。

算術(shù)平均值的標準不確定度

因此

測量結(jié)果見表1，極差系數(shù)見表2。

表1 檢定結(jié)果MPa

表2 極差系數(shù)

用極差法計算標準實驗偏差為

由于0.8 MPa點回程誤差為零，此點用最小分度值的估讀值表示。

2)二等標準活塞式壓力計的活塞下端面與壓力表指針軸之間的高度差，引起液位差的不確定度分量u2

3)二等標準活塞式壓力計(標準器)引入的不確定度分量u3

4)檢定溫度與標準溫度偏差產(chǎn)生的不確定度分量u4

檢定的環(huán)境溫度與標準溫度相差不大，每1℃溫度改變引起壓力值變化約為0.0004 MPa，故可以忽略環(huán)境溫度對不確定度的影響。

2.2 合成標準不確定度uc

2.3 計算擴展不確定度U

3 分析測量結(jié)果的擴展不確定度

測量結(jié)果的擴展不確定度公式表示為

式中:Y為被測量的測量結(jié)果;y為被測量的最佳估計值;U為測量結(jié)果的擴展不確定度;k為包含因子。取一位有效數(shù)字，則

4 結(jié)論

0.8 MPa檢定點，升壓與降壓平均值與標準器壓力值相等，示值誤差為0.00 MPa，其擴展不確定為0.01 MPa，在其它檢定點示值誤差均為0.01 MPa，其擴展不確定也是0.01 MPa。由此可以推斷出，壓力表“量程”越大對測量結(jié)果不確定度影響越小，“量程”越小對測量結(jié)果不確定度影響越大。這次選定的準確度等級為1.6級，量程范圍0～1.6 MPa壓力表的測量結(jié)果不確定度對所測量的示值誤差影響度有限。

［1］國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.JJG 52-2013彈性元件式一般壓力表，壓力真空表和真空表［S］.北京:中國計量出版社，2013.

［2］國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.JJF 1059.1-2012測量不確定度評定與表示［S］.北京:中國計量出版社，2012.

［3］王建平.對KYB-18G壓力變送器不同的檢定方法的分析比較［J］.儀器儀表標準化與計量，2010(1):28-29，47.

［4］國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.JJG 49-2013彈性元件式精密壓力表和真空表［S］.北京:中國計量出版社，2013.

［5］遼寧省計量科學(xué)研究院.壓力表使用與維修［M］.2003.