一般壓力表測量結果的不確定度評定
本文依據JJG52—2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表》檢定規程的要求,對一般壓力表測量結果的 不確定度進行了分析和評定,為企事業建立計量標準,進行計量比對實驗和正確使用壓力表提供依據。
1概述
壓力表屬于強制檢定的計量器具,在安全防護、環境監 測及產品質量控制等方面起著舉足輕重的作用。在開展壓力 表檢定工作之前,必須通過正確評定測量不確定度來建立精 密壓力表標準裝置,以保證壓力表量值傳遞的準確可靠。本 文依據JJG52—2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表 和真空表》檢定規程的要求,對影響壓力表示值誤差的各種 不確定度來源進行了分析說明。
1.1測量依據
JJG52-2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真 空表檢定規程》
1.2測量標準
數字壓力計,量程:0?6MPa,準確度等級:0.05級
1.3被測對象
1.6級工業壓力表,量程:0?6MPa,分度值0.2MPa
1.4環境條件
溫度(20±5)°C,相對濕度<85%,恒溫兩小時以上
1.5測量過程
壓力表傳壓介質為液體,按照規定連接和安裝被檢工業 壓力表和0. 05級數字壓力計,用數字壓力計為被檢表加壓 至6MPa,檢查并處理好測試系統的泄漏,依據規程要求的項 目進行測量。在壓力為4MPa時連續測量10次,用于該點的 測量不確定度評定。
2.數學模型
8 = P1 - P0
式中:8 被檢壓力表的示值誤差,MPa;
P1 被檢壓力表示值,MPa;
P0——數字壓力計的示值,MPa。
考慮標準設備、人員、環境、方法及被測對象等方面, 不確定度來源分別為:
(1)測量重復性的影響:在檢定規程規定的條件下, 壓力表多次重復測量引入的A類標準不確定度
(2)壓力表示值誤差估讀的影響:檢定規程要求對被 檢表估讀至分度值的1/5,而被檢表在重復性測量中,估讀 帶來的不確定度己經包含在內,所以不再考慮這部分的影響;
(3)環境條件的影響:檢定規程規定,檢定的溫度條 件為(20±5) C,在此環境溫度下,數字壓力計和被檢壓 力表的溫度系數基本相同,誤差可忽略不計;
數字壓力計誤差的影響:在檢定規程規定的條件 下,由數字壓力計的誤差引入的B類標準不確定度。
3.方差和靈敏度系數
由于各輸入量之間不相關,根據合成標準不確定度的傳 遞公式,合成方差為:
u2(8) = c2(P\)u 2(P1) + c2(P0)u 2(P0)
靈敏度系數:c(P1) = |8 =1 c(P0) = -^8 = -1
4.標準不確定度分析與評定
(1)由被檢表測量重復性引起的標準不確定度分量U1 ( A 類標準不確定度)
對被檢表進行全量程檢定,在4MPa處變化最大,因此選擇在該點上重復測量10次,得到數據如下:
5.標準不確定度分量匯總表
6.合成標準不確定度及有效自由度
由于各標準不確定度分量相互獨立,則
uc =」u2(8) =J c2(P1)u 2 (Pi) + c2(P0)u 2 (P0) = 0.0056MPa
7擴展不確定度
取k=2,則擴展不確定度為:
U = k uc = 2 x 0.0056 = 0.011MPa
8.相對擴展不確定度
Ur = U x 100% = 0011 x 100% = 0.18% r P 6
9.測量結果的不確定度報告
本標準裝置測量準確度等級為1.6級,量程為0?6MPa 的被檢表,示值誤差測量結果的相對擴展不確定度是: Ur = 0.18%,k = 2。
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