貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司畢節(jié)卷煙廠 貴州畢節(jié) 551700

摘要：隨著檢定技術(shù)的不斷提高，測量結(jié)果的不確定度已得到越來越廣泛的應(yīng)用。本文主要介紹彈簧管式一般壓力表與精密壓力表采用比較的方法進(jìn)行測量，對測量中的各個(gè)方面所產(chǎn)生的影響因素進(jìn)行分析，對所測量的結(jié)果進(jìn)行不確定度評定及表示，以便更好的掌握所建壓力標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：彈簧管式壓力表；不確定度；評定

1.概述

1.1依據(jù)JJG52-2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表及真空表》檢定規(guī)程。

1.2環(huán)境條件為：溫度（20±5）℃ 相對濕度：不大于85% 壓力：常壓

1.3精密壓力表在上述環(huán)境條件下復(fù)現(xiàn)的壓力值，其準(zhǔn)確度等級(jí)為0.25級(jí)，其允許誤差為±0.0062MPa。

1.4在上述環(huán)境條件下，選擇中國、紅旗儀表有限公司制造的1.6級(jí)、（0-1.6）MPa彈簧管式一般壓力表和0.25級(jí)、（0-2.5）MPa精密壓力表安裝在壓力校驗(yàn)儀上，平穩(wěn)地升壓或降壓，依次對各點(diǎn)進(jìn)行檢定。

2.數(shù)學(xué)模型的建立

根據(jù)JJG52-1999檢定規(guī)程，壓力表的示值誤差可寫成這種模式：

（1）

式中：δ —— 壓力表示值誤差；

P1—— 某一檢定點(diǎn)壓力表示值（MPa）；

P0—— 某一檢定點(diǎn)精密壓力表示值（MPa）；

結(jié)合公式（1），并從標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、人員、環(huán)境、方法及被測對象等方面全面考慮，不確定度來源分別為：

2.1測量重復(fù)性的影響：在檢定規(guī)程規(guī)定的檢定重復(fù)性條件下，壓力表多次重復(fù)測量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1。

2.2環(huán)境條件的影響：按規(guī)程規(guī)定，其環(huán)境條件為溫度20℃±5℃，雖然標(biāo)準(zhǔn)和被檢表處于同一檢定溫下，但二者的線膨脹系數(shù)有差別，因此該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為u2。

2.3壓力表示值誤差估讀的影響：對于壓力表要求估讀至分度的1/5，設(shè)該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為u3。

2.4數(shù)據(jù)修約的影響：由于修約的數(shù)據(jù)受估讀的影響，設(shè)該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為u4。

2.5標(biāo)準(zhǔn)器不確定度的影響：由標(biāo)準(zhǔn)精密壓力表本身的誤差引起，準(zhǔn)確度等級(jí)為0.25%，設(shè)該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為u5。

考慮以上因素對不確定度的影響：則公式（1）可變?yōu)椋?/p>

（2）

式中：k —— 壓力表溫度影響系數(shù)（取0.0004）；

P1 —— 壓力表量程；

—— 檢定時(shí)環(huán)境溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度的差值；

△Pg—— 估讀引起的誤差；

△Px—— 數(shù)據(jù)修約引起的誤差；

其中，各分量靈敏系數(shù)為：

C1=； C2=； ；

； ；

為了分析本次評定，以一塊1.6級(jí)（0～1.6）MPa，分度值0.02MPa的壓力表為例：

3.標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量評定

3.1被檢表重復(fù)性u1

該項(xiàng)來源可從重復(fù)性實(shí)驗(yàn)中算的，其中包括觀測人員對示值的隨機(jī)性和彈性元件滯后引起的誤差的因素。

用1.2MPa點(diǎn)來測量，估算不確定度：

序號(hào)12345678910

單位（MPa）1.2081.2081.2001.2001.2041.2041.2041.2041.2001.200

因?yàn)閚=10，求得：

則：0.0032MPa

3.2環(huán)境溫度的影響u2

根據(jù)規(guī)程，環(huán)境溫度為20℃±5℃，該溫度對標(biāo)準(zhǔn)器的影響已包含在0.25%準(zhǔn)確度內(nèi)，此處不加分析。溫度影響誤差概率分布遵從均勻分布，故：

3.3壓力表示值誤差估讀的影響u3

對指針類刻度儀表，要求故讀至分度的1/5。由于操作者的習(xí)慣視力與刻度盤間有距離，視線可能產(chǎn)生偏角。因此故讀不可靠性同樣以1/5分度值估計(jì)，該誤差分布遵從均勻分布，故：

3.4數(shù)據(jù)修約的影響u4

檢定結(jié)果修約至被檢表估讀值，其修約誤差為估讀值的1/2，遵從均勻分布，故：

3.5標(biāo)準(zhǔn)器不確定度的影響u5

由標(biāo)準(zhǔn)精密壓力表本身的誤差引起，準(zhǔn)確度等級(jí)為0.25%（p=0.99），該誤差分布遵從正態(tài)分布，故：

4. 測量不確定度匯總

符號(hào)來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度

u1示值重復(fù)性u1=0.063%

u2環(huán)境溫度u2=0.115%

u3壓力表示值誤差估讀u4= 0.14%

u4數(shù)據(jù)修約u5=0.072%

u5標(biāo)準(zhǔn)器不確定度u6=0.097%

5.合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc

各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1、u2、u3、u4、u5相互獨(dú)立，則：

6.擴(kuò)展不確定度計(jì)算

擴(kuò)展不確定度

（由于是量傳檢定，U由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc，置信概率P=0.95取擴(kuò)展因子k=2。）

7.測量不確定度的報(bào)告與表示

根據(jù)本次測量，一般壓力表示值誤差測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為

由于該壓力表的準(zhǔn)確度精度為1.6%，而評定值為0.46%，故該壓力表符合要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]屠立猛.胡安倫.周春龍.顧琴；JJG52-2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表及真空表》；155026.J-2840

[2]施昌彥.葉德培.陳明華.周倫彬；JJF1094-2002《測量儀器特性評定》；155026-1676

[3]李慎安. 施昌彥.劉風(fēng)；JJF1059《測量不確定度評定與表示》；155026-1063

作者簡介：

姓名：唐敬東；出生年：1973年12月；性別：男；民族：漢；籍貫：貴州省畢節(jié)市；單位：貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司畢節(jié)卷煙廠；學(xué)歷：大學(xué)本科；職稱：助理工程師；研究方向：主要是測量設(shè)備的檢測及數(shù)據(jù)處理，卷煙產(chǎn)品的工藝研究。