彈簧管式精密壓力表測量結(jié)果不確定度評定
本文主要根據(jù)JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》要求依據(jù)，通過對彈簧管式精密壓力表測量結(jié)果的不確定度 進行評定，為精密壓力測量表的校準提供相關辦法。
1.測量依據(jù)、標準、方法
JJG49-1999《彈簧管式精密壓力表和真空表檢定規(guī)程》。 主要計量標準設備有0. 05級活塞式壓力計4臺，測量范圍 (-0.卜60)MPa。
測量方法：用二等活塞式壓力計校準精密壓力表，當整 個加壓系統(tǒng)平衡時，讀取被校精密壓力表的示值。精密壓力 表指示的壓力值與活塞壓力計產(chǎn)生的壓力值之差即精密壓 力表的示值誤差。根據(jù)流體靜力學原理，應用直接比較法進 行。
1.1數(shù)學模型
精密壓力表的示值誤差表示為：
AP二Pm-Ps
式中：AP為示值誤差，MPa; Pm為精密壓力表示值， MPa； Ps為標準活塞壓力計示值，MPa。
不確定度傳播率
Uc2 (AP) =c12u2 (Pm) +C22u2 (Ps)
式中，靈敏系數(shù) C1=8Ap/apm=1，c2=8Ap/aps=—1。
1.2標準不確定度評定
0.05級活塞式壓力計的準確度引入的標準不確定 度u(Pj，用B類標準不確定度評定。由標準活塞式壓力計 的檢定證書得到，標準活塞式壓力計準確度等級為0. 05級， 檢定精密壓力表的最大允許誤差為±0.05%X (測量上限一 測量下限)=a。按均勻分布計算，k=，則u(Pj=a/k=a/。以 (0?6)MPa 為例，u(Ps)=1. 732X 10-3MPa。
被校精密壓力表示值重復性引入的標準不確定度 U1(Pm)，用A類標準不確定度評定。以(0?6)MPa為例，為了 獲得重復測量的不確定度，用二等活塞壓力計對精密壓力表 在6MPa處進行10次獨立測量。計算標準偏差Sf4. 377X10 一3MPa，故：U1(Pm)=4.377X 10—3MPa。
被校精密壓力表估讀引入的標準不確定度&(Pm)， 用 B 類標準不確定度評定。
規(guī)程規(guī)定讀數(shù)按分度值的1/10估讀，被校精密壓力表 最小分度值為r，則讀數(shù)應讀到r/10，a=r/10。按均勻分布 計算，k=，u2(Pm)=a/k=r/(10)。對于（0?6)MPa的精密壓力 表，最小分度值為 0. 05MPa，則 u(Pm) =2. 887X 10一3MPa。
環(huán)境溫度變化引入的標準不確定度U3(Pm)，用B類 標準不確定度評定。
精密壓力表校準環(huán)境溫度為(20 ± 2)°C，該溫度對標準 器的影響己包含在標準器內(nèi)，因此不需再作分析，這里只考 慮溫度對被校精密壓力表的影響。溫度影響所產(chǎn)生的最大誤 差為kt2P，溫度系數(shù)kt=0. 0004/C，P為測量值，即a=kt2P。 按均勻分布計算，k=，u3(Pm) =a/k=kt2P/。對于(0?6)MPa的 精密壓力表，u3(Pm)=2. 771 X10-3MPa。
1.3合成標準不確定度
1.3.1主要標準不確定度匯總表(見表1)
1.3.2 合成標準不確定度計算
以上各項標準不確定度分量是互不相關的，所以合成標 準不確定度為：
uc(AP)=6. 18X10-3MPa 1.3.3擴展標準不確定度計算
因主要分量中Pm和P:可視為正態(tài)分布，因此P=95%時， 可取包含因子k=2，則:U=kuc(AP)=1.3X10—2MPa。換算為相 對量:1^0.22%。
1.4對使用活塞式壓力計校準彈簧管式精密壓力表的 測量不確定度評估
(1)根據(jù)JJG49—1999的規(guī)定，常規(guī)校準應對該彈簧 管式精密壓力表在整個測量范圍內(nèi)（不包括零值)不得少于8 個點。對于(0?6)MPa、最小分度值為0.05MPa的彈簧管式 精密壓力表需校準 0. 5MPa、1.0MPa、1. 5MPa、2. 0MPa、2. 5MPa、 3. 0MPa、3. 5MPa、4. 0MPa、4. 5MPa、5. 0MPa、5. 5MPa、6. 0MPa 共12個點。其測量不確定度見表2。
0.05級活塞式壓力計標準裝置的測量范圍為（一 0.1?60)MPa，共有4臺活塞式壓力計，對該測量范圍內(nèi)所 有彈簧管式精密壓力表的測量不確定度評估見表3。
2.彈簧管式精密壓力表表示方式 (0?4)MPa、最小分度0.02MPa的彈簧管式精密壓力表 是使用0. 05級活塞式壓力計可校準的最佳被校彈簧管式精 密壓力表，因此該項目的CMC為:(0?4)MPa,U=5. 7X10-3MPa。 換算為相對量Ar^Q. 15%。
3.結(jié)束語
本文通過對彈簧管式精密壓力表進行測量，并對測量結(jié) 果有影響的不確定度分量進行分析，通過實際的測試數(shù)據(jù)及 計算，最終給出測量結(jié)果，為彈簧管式精密壓力表在以后的 不確定度評定中提供了方法。
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