弹性元件式一般压力表示值误差的测量不确定度评定

弹性元件式一般压力表示值误差的测量不确定度评定

刘 翔

（涟钢检修中心）

摘 要 文章根据《JJF1059.1-2012测量不确定评定与表示》的通用方法，对弹性元件式一般压力表示值误差的测量不确定度进行了详细的分析和评定。对不同量程、不同准确度等级的弹性元件式一般压力表均可按该方法进行评定。

关键词 弹性元件式一般压力表；测量不确定度；误差

1 测量依据和方法

1.1 测量依据

JJG49-2013 弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程。 1.2 环境条件

温度：(20±5)℃，相对湿度不大于85%。 1.3 测量标准

3 标准不确定度的评定

3.1 输入量pR 的标准不确定度μ(pR)的评定

输入量pR的标准不确定度主要由测量重复性、示值估读、环境温度变化引入。

3.1.1 由被测表的测量重复性引入的标准不确定度μ1(pR)的评定

选取一台1.6级，分度值为1 MPa，测量上限为60 MPa的弹性元件式一般压力表在重复性条件下用智能数字压力校验仪对其60 MPa点连MPa、60.0 MPa、60.2 MPa、60.0 MPa、60.0 MPa、59.8 MPa、59.8 MPa、60.0 MPa、60.0MPa。

其平均值为：p=60.0 MPa。

R智能数字压力校验仪，准确度等级为0.02级，续测量10次，得到一组测量列：60.2 MPa、60.0 测量范围为(0～60) MPa。 1.4 被测对象

弹性元件式一般压力表，准确度等级为1.6级，测量范围为(0～60) MPa。 1.5 测量过程

采用0.02级的智能数字压力校验仪作标准，从零点开始均匀缓慢加压至第一个检定点（即标准器的示值）然后读取被检压力表的示值。再用手指轻敲一下压力表外壳，再读取被检压力表的示值，如此依次在所选取的检定点进行检定直至测量上限。轻敲前、后被检压力表示值ps与标准器的示值pR之差即为该检定点的示值误差。

单次实验标准差=0.13 MPa。

实际测量时以一次读数的平均值作为测量结果，故：μ1(pR ) = 0.13 MPa。

3.1.2 被检压力表示值估读引入的标准不确定度μ2(pR)的评定

该被测压力表分度值为1 MPa，根据规程的规定按1/5估读，则估读误差取0.2 MPa，半宽为

0.2 MPa，在区间内认为服从均匀分布，取k=3，则：

μ2(pR)= 0.2MPa=0.12MPa

3由于被检压力表示值估读引入的标准不确定度μ2(pR)小于测量重复性引入的标准不确定度μ1(pR)，故示值估读引入的标准不确定度可以不考虑。

3.1.3 环境温度变化引入标准不确定度μ3(pR)的评定

2 测量模型

Δp = pR－ps

式中，Δp-被检压力表的示值误差，MPa；pR

-被检压力表示值，MPa；pS -智能数字压力校验仪示值，MPa。

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2019年第6期 LYS Science-Technology& Management 检定时的环境温度为(20±5)℃，温度影响为kp(t-20)，其中温度影响系数为k=0.0004/℃， p为测量上限值，在区间内认为服从均匀分布，取k=3，则：

μ3(pR)= 0.0004*5*60=0.07MPa

3MPa检定点时其最大允许误差为：

±0.02%×60 MPa=±0.012 MPa

半宽度a= 0.012 MPa，在区间内认为服从均匀分布，取k=3，则：

μ(ps)=a=0.012MPa=0.007 MPa

33则：μ2(pR)= μ12(pR )+ μ32(pR) μ(pR)=0.15 MPa

3.2 输入量ps 的标准不确定度μ(ps)的不确定度评定

输入量ps 的不确定度来源主要是智能数字压力校验仪示值误差所引入的不确定度。智能数字压力校仪验经上级检定合格，在检定1.6级、测量上限为60 MPa的弹性元件式一般压力表60

4 合成标准不确定度μc

4.1 灵敏系数C

C1 = δΔp/δ(pR) = 1 C2 = δΔp/δ(ps) = -1 4.2 标准不确定度汇总 标准不确定度汇总见表1。

表1 标准不确定度汇总表

标准不确定分量μ(xi)

μ(pR ) μ1(pR) μ3(pR) μ(ps)

不确定来源

被检表的测量重复性 环境温度变化

标准器数字压力校验仪的示值误差

标准不确定度/ MPa

0.15 0.13 0.07 0.007

Ci 1 -1

| Ci|μ（xi）/ MPa

0.15 0.007

5 合成标准不确定度μc(△p)

各输入量彼此不相关，则：

μc2(△p) =c122(pR) +c222(ps) μc(△p)=0.15 MPa

pR=60.0 MPa，U= 0.3MPa，k=2。

8 结语

通过上述分析，被测弹性元件式一般压力表的测量重复性是该方法不确定度的主要来源。用准确度等级为0.02级，测量范围为（0～60）MPa的智能数字压力校验仪检定准确度等级为1.6级，测量范围为（0～60）MPa的弹性元件式一般压力表其测量结果的扩展不确定度U（k=2）与其示值最大允许误差的绝对值MPEV之比满足小于等于1/3的要求，可开展1.6及以下弹性元件式一般压力表的检定工作。对不同量程、不同准确度等级的弹性元件式一般压力表均可按上述方法进行评定。

6 扩展不确定度U

取k=2，则扩展不确定度为： U=kμc(△p)=2×0.15 MPa=0.3 MPa

7 测量不确定度报告

用准确度等级为0.02级的智能数字压力校验仪检定准确度等级为1.6级、测量上限为60 MPa的弹性元件式一般压力表，其测量结果和扩展不确定度为：

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