弹性元件式一般压力表示值误差测量结果的不确定度评定

一般压力表示值误差测量结果的不确定度评定

1. 概述

依据检定规定JJG52-2013《弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表》，弹性元件式一般压力

表的检定一般是通过与精密压力表标准器直接比较测得。由于标准表和被检表在同一连通管内，静压平衡压力相等，这样，被检表的示值误差根据被检表和标准表压力值相比较而测得。本文以精密压力表的规格为YB-150 （0~1.6）MPa、0.25级，被检一般压力表的规格为Y150 （0~1.6）MPa、1.6级，最小分度值为0.02MPa为例来进行评定。

2. 评定模型

2.1 数学模型

y=PX-PN

式中 y—被检一般压力表的示值误差 单位：MPa PX—被检一般压力表的实际指示值 单位：MPa PN—精密压力表的示值 单位：MPa 2.2 灵敏系数

C1=?y=1 ?PX?y=-1 ?PNC2=

3. 不确定度来源

3.1 被检一般压力表示值引起的标准不确定度分量：

3.1.1 被检一般压力表示值测量重复性引起的不确定度分量u1.1 3.1.2 被检一般压力表轻敲示值变动量引起的不确定度分量u1.2 3.1.3 被检一般压力表示值估读引起的不确定度分量u1.3 3.1.4 环境温度引起的不确定度分量u1.4 3.1.5 数据修约引起的不确定度分量u1.5

3.2 精密压力表示值引起的标准不确定度分量u2项，其主要由精密压力表的准确度引起的不确定度

4. 标准不确定度分量的评定

4.1 标准不确定度的A类评定

被检表示值测量重复性影响的不确定度分量u1.1的评定

为了获得重复性测量的不确定度，对被检一般压力表在1MPa点上进行10次重复测量（相同环境温度条件下），测得数据如下表：

单位：MPa 1 1.008 2 1.008 3 1.008 4 1.008 5 1.012 6 1.008 7 1.004 8 1.004 9 1.012 10 1.008 1n平均值 X=?Xi=1.008MPa

ni=1单次测量标准差 S=?n(Xi-X)2n-1=0.0027MPa

i=1实际测量取二次测量读数平均值，所以 u1.1=S0.0027==0.0019MPa 22u1.1的自由度n1.1=n-1=10-1=9

4.2 标准不确定度的B类评定

4.2.1 被检一般压力表轻敲示值变动量引起的不确定度分量u1.2的评定

一般压力表轻敲示值变动量是允许误差的1/2，误差分布遵从均匀分布，取包含因子K=3，所以

1(1′1.6%)=0.0046MPa u1.2=23其估算值可靠性约25%，故自由度n1.2=1-2?(25%)28

4.2.2 被检一般压力表示值估读引起的不确定度分量u1.3的评定

实际测量时，一般压力表的估读数为最小分度值的1/5，最小分度值为0.02MPa，其估读为：0.004MPa，误差分布遵从均匀分布，取包含因子K=3，所以

u1.3=0.004=0.0023MPa 31-2?(25%)28

其估算值可靠性约25%，故自由度n1.3=4.2.3 环境温度引起的不确定度分量u1.4的评定

依据检定规程，一般压力表的检定温度为（20±5）℃，温度影响所产生的最大误差为Kt（t-20）P，这里温度系数Kt=0.0004/℃，P=1.6MPa，Δt=2，误差分布遵从均匀分布，取包含因子K=3，所以

u1.4=0.0004创21.6=0.0007MPa

3

其估算值可靠，故自由度n1.4?4.2.4 数据修约引起的不确定度分量u1.5的评定

检定结果修约至被检一般压力表估读值（即分度值的1/5），其修约误差为估读值的1/2，误差分布遵从均匀分布，取包含因子K=3，所以

11创 u1.5=250.023

=0.0012 MPa

其修约间隔可靠，故自由度n1.5?4.2.5 标准不确定度分量u2项的评定

精密压力表示值的最大允许误差为：±（0.25%×1.6）=±0.004MPa，误差分布遵从正态分布，取包含因子k=2.58，所以

u2=0.004=0.0016MPa 2.58

其估算可靠，故自由度n1.5?

5. 合成标准不确定度的评定

5.1 不确定度分量一览表 不确定度的来源 示值测量重复性引起的不确定度u1.1 轻敲示值变动量引起的不确定度u1.2 示值估读引起的不确定度u1.3 环境温度引起的不确定度u1.4 数据修约引起的不确定度分量u1.5 精密压力表的准确度引起的不确定度u2

类型 A类 B类 B类 B类 B类 B类 标准不确定度 0.0019 0.0046 0.0023 0.0007 0.0012 0.0016 自由度 9 8 8 ￥ ￥ ￥

5.2 合成标准不确定度的评定

因被测一般压力表所引入的各不确定度分量ui彼此独立，互不相关，由合成标准不确定度公式：

u(y)=2c?nuc2(y) ，所以

i=1uc=u1.12+u1.22+u1.32+u1.42+u1.52+u22=0.00192+0.00462+0.00232+0.00072+0.00122+0.00162 uc4u41.1=0.0058MPa vc?u41.2u41.3u41.4u41.5u42=19

?1.1

??1.2??1.3??1.4??1.5??26. 扩展不确定度的评定

6.1 uc的有效自由度?eff

?eff??c=19 以?eff=19，置信概率P=0.95，查t分布表得：K=2.09

6.2 扩展不确定度的U的计算 U=K·UC=2.09×0.0058=0.0121 MPa

7. 测量不确定度报告

1.6级弹性元件式一般压力表示值误差测量结果扩展不确定度为：

U=0.0121MPa， ?eff=19 P=0.95

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