耿鵬

摘? ?要：通過具備不確定度的連續(xù)校準(zhǔn)鏈，按照溯源文件規(guī)定，使得測量結(jié)果和參考標(biāo)準(zhǔn)（通常是國家計量基準(zhǔn)）相互聯(lián)系起來的特性稱之為量值溯源。量值溯源校準(zhǔn)鏈中每個節(jié)點項均會產(chǎn)生測量不確定度。為建立科學(xué)的溯源校準(zhǔn)等級序列，故本實驗室參照國家計量檢定系統(tǒng)表，進(jìn)行0.4級精密壓力表量值溯源和評定不確定度。2017年9月11日，選用一塊穩(wěn)定的0.4級0～6MPa精密壓力表，出廠編號為8112291，制造廠為西安，用陜西創(chuàng)威科技有限公司生產(chǎn)的編號為17361的0.05級活塞式壓力計標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行測量和不確定度評定。

關(guān)鍵詞：精密壓力表? 量值溯源? 測量不確定度評定

中圖分類號：TH812? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）03（b）-0052-02

1? 引言

精密壓力表（量程：0～6MPa，精度等級：0.4級，分度值：0.025MPa）在實驗室0.05級活塞式壓力計（量程：0.1 ～6MPa，編號：17361）進(jìn)行量值溯源，符合溯源標(biāo)準(zhǔn)。參照J(rèn)JG49-2013彈性元件式精密壓力表和真空表檢定規(guī)程的要求，對精密壓力表的測量誤差進(jìn)行測量，最終評定出此次測量不確定度。

2? 精密壓力表量值溯源

第一，按照國家計量檢定系統(tǒng)表、檢定規(guī)程、量值溯源要求進(jìn)行量值溯源。目前，本實驗0.05級活塞式壓力計標(biāo)準(zhǔn)裝置已通過省級驗收組驗收，順利建標(biāo)，測量能力符合量值傳遞要求。測量方法采用JJG49-2013彈性元件式精密壓力表和真空表檢定規(guī)程。第二，環(huán)境條件。一般來說，試驗室應(yīng)保持在15℃～25℃之間，濕度要求不高于85%RH。本次試驗環(huán)境溫度為20±1℃，濕度63%，符合環(huán)境要求。第三，溯源對象活塞式壓力計組成和工作原理。壓力計由增壓系統(tǒng)和具有標(biāo)稱值的專用砝碼構(gòu)成。壓力計的主要工作原理是設(shè)計和制造靜壓力平衡器的原理，通過專用砝碼自然重力作用和壓力泵搖桿的微調(diào)，使得精密壓力表承受壓力與標(biāo)稱砝碼壓力達(dá)到靜態(tài)平衡，從而讀取精密壓力表顯示值。

3? 建立數(shù)學(xué)模型

根據(jù)測量方法，建立數(shù)學(xué)模型：δ被=P被 -P標(biāo)

式中：δ被—被測表（精密壓力表）示值誤差

P被—檢定點被測表（精密壓力表）示值

P標(biāo)—0.05級標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)壓力

δ被的影響由如下分量作獨立貢獻(xiàn)。

4? 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)測量不確定度評定

4.1 測量過程中隨機影響量引入示值重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為A類不確定度ua

對0～6MPa的0.4級精密壓力表，在對其進(jìn)行全量程檢定時發(fā)現(xiàn)在4MPa點上變化較大，以此為代表來估算其不確定度，檢定n=10，

4.0100? ?4.0000? ?4.0100? ?4.0100? ?4.0100

4.0100? ?4.0000? ?4.0100? ?4.0000? ?4.0100? （MPa）

10=4.0070MPa

S（x）==0.00483MPa

uA= S（x）/=0.0015 MPa

4.2 B類不確定度包括

（1）活塞式標(biāo)準(zhǔn)壓力計本身的不確定度分量u（B1）;

（2）環(huán)境溫度帶來的不確定度分量u（B2）;

（3）估讀誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u（B3）;

（4）數(shù)據(jù)修約引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u（B4）;

4.2.1 標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計產(chǎn)生的不確定度u（B1）。

標(biāo)準(zhǔn)壓力計的準(zhǔn)確度為0.05%，按均勻分布，即取置信概率p=99.7%，故：k=

u（B1）=0.05%/=0.00029MPa

其估算可靠，故自由度為∞。

4.2.2 環(huán)境溫度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（B2）

JJG49-2013規(guī)定檢定0.4級以下的壓力表的溫度為20±2℃溫度對活塞壓力計的影響已包括在0.05準(zhǔn)確度內(nèi)，不要重復(fù)分析。僅考慮溫度變化對被檢壓力表的影響，溫度影響系數(shù)取k=0.0004/℃，P=6MPa，估算值可靠，溫度影響屬均勻分布k=，故有：

對于0～6MPa的標(biāo)準(zhǔn)：u（B2）6=2kP=2×0.0004×6/=0.0028MPa

估算可靠自由度v=∞

4.2.3 估讀誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（B3）

對于指針類儀表要估讀到分度的1/10，估讀的不可靠性以1/10分度值估計，對于0～6MPa的0.4級壓力表其最小分度值為0.025，屬均勻分布k=，故有：

u（B3）=0.025/10=0.0014 MPa

4.2.4 數(shù)據(jù)修約引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u（B4）

檢定結(jié)果修約到被檢表估讀值的1/2，估讀到1/10分度，屬于均勻分布k=，相對不確定度為25%，則有：

對于0～6MPa的0.4級壓力表：

u（B4）6=1/2×1/10×0.025/6=0.00012MPa

4.3 相關(guān)性

沒有任何輸入量具有值得考慮的相關(guān)性。

4.4 被測量分布的估計

由上述不確定度概算可知，沒有任何一個不確定度分量是明顯占優(yōu)勢的分量。兩個最大的分量均為均勻分布，兩者的合成仍為均勻分布，該分布是占優(yōu)勢的分布，于是可以估計被測量比較接近于均勻分布。

4.5 計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

對于0～6MPa的0.4級壓力表：

uc62=uA2+uB12+uB22+uB32+uB42

uc6=0.0035MPa

4.6 擴展不確定度

U6=kuc6=×0.0035=0.0061 MPa? ?k=

4.7 不確定度結(jié)果

測得0～6MPa的0.4級精密壓力表各檢定點的示值為標(biāo)稱值±0.0061MPa。

報告的擴展不確定度是由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度0.0035 MPa乘以包含因子k=得到的，對于均勻分布來說，置信概率約為100%。

5? 結(jié)語

本文介紹了0.4級精密壓力表可以向0.05級活塞式壓力計計量標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行量值溯源的依據(jù)和方法，并依據(jù)一個檢測點對精密壓力表測量不確定度評定。

參考文獻(xiàn)

[1] 阮光，楊凱，周洪元，等.基于標(biāo)準(zhǔn)載荷測量法對原煤倉分爐煤計量裝置示值誤差測量的不確定度分析與評定[J].衡器，2019（5）.

[2] 阮李英，王娟，梁力平.精密壓力表計量比對及E_n值評判[J].上海計量測試，2019（3）.

[3] 張濤，陳永霞，崔堯堯，等.在線式電梯限速器測試儀的校準(zhǔn)方法及不確定度分析研究[J].工業(yè)計量，2019（2）：49-51.

[4] 周榮菲，張文閣，許瀟.泡點孔徑分析方法的溯源性及其標(biāo)物研制[J].中國粉體技術(shù)，2019（4）.