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精密壓力表測量結(jié)果不確定度評定
Updated:2019-5-8 10:57:33 Browse:1975 Close window Print this page
 摘 要:闡述了用二等活塞壓力計標準裝置檢定精密壓力表的過程,分析了影響測量結(jié)果的不確定度來源,并提出對測量結(jié)果進行不確定度評定的方法。
 
    1 測量不確定度
 
    1.1 測量不確定度的由來及組成
 
    測量不確定度是表征合理地賦予被測量之值的分散性,與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。測量過程中有許多引起不確定度的因素來源,如計量器具本身的誤差,取樣的代表性不夠,實際工作條件與標準工作條件不一致,所依據(jù)的理論不嚴密或所用的測量方法不完善,測量人員主觀因素和操作技術(shù)不規(guī)范等影響。由此可見,測量不確定度一般由許多分量組成,其中一些分量具有統(tǒng)計性,另一些分量具有非統(tǒng)計性。所有這些不確定度來源,影響到測量結(jié)果,都會對測量結(jié)果的分散性有影響。也就是說由于這些不確定度來源的綜合效應(yīng),使測量結(jié)果的可能值服從某種概率分布。
 
    1.2 測量不確定度的種類
 
    不確定度依據(jù)其評定方法可分為 A 類和 B 類兩大類標準不確定度。
 
    A 類標準不確定度:用統(tǒng)計方法評定的分量。表征 A 類標準不確定度分量的估計方差 u2,是由一系列重復(fù)觀測值計算得到的,即為統(tǒng)計方差估計值s2。標準不確定度 u 為 u2的正平方根值,故 u=s。
 
    B 類標準不確定度:用非統(tǒng)計方法評定的分量。它是根據(jù)有關(guān)信息來評定的,即通過一個假定的概率密度函數(shù)得到,此函數(shù)基于事件發(fā)生的可信程度,即主觀概率或先驗概率。
 
    合成標準不確定度:當測量結(jié)果是若干個其他量的值求得時,按其他各量的方差和協(xié)方差算得的標準不確定度,用uc表示。
 
    擴展不確定度:確定測量結(jié)果區(qū)間的量,合理賦予被測量之值分布的大部分可望含于此區(qū)間,用 U表示。
 
    2 精密壓力表測量不確定度評定
 
    2.1概述
 
    精密壓力表主要用于檢定一般壓力表,也可用于壓力或真空的精密測量,它的工作原理是彈簧管在壓力和真空作用下,產(chǎn)生彈性變形引起管端位移,其位移量通過機械傳動機構(gòu)進行放大,傳遞給指示裝置,由指針指出被測壓力或真空值。
 
    ① 測量依據(jù):JJG49- 1999《彈簧管式精密壓力表和真空表》檢定規(guī)程。
 
    ② 測量環(huán)境:溫度 20℃±3℃ ,相對濕度不大于 85%,環(huán)境壓力:大氣壓。
 
    ③ 測量標準:二等活塞式壓力計在上述環(huán)境條件下復(fù)現(xiàn)的壓力值的相對極限誤差為△rel=±0.05%。
 
    ④ 測量過程:在規(guī)定的環(huán)境條件下,將精密壓力表安裝在二等活塞壓力計的檢定位置上,并要求密封無泄漏。平穩(wěn)地升壓或降壓,對各檢定點進行示值檢定,對每一檢定點,在升壓(或降壓)檢定時,輕敲表殼后的示值與二等活塞式壓力計復(fù)現(xiàn)的壓力值之差為精密表在該檢定點的示值誤差。
 
    ⑤ 評定結(jié)果的使用:符合上述條件且測量限為0.4MPa~60MPa,精度等級為 0.4 級的彈簧管式精密壓力表,可使用本測量不確定度的評定結(jié)果。 
 
    2 .2 數(shù)學模型
 
    ΔP = P- PB
 
    式中 △P———精密表的示值誤差(MPa)
 
    P———精密表升壓(或降壓)檢定時輕敲表后的示值(MPa)
 
    PB———二等活塞式壓力計復(fù)現(xiàn)的壓力值(MPa)
 
    2.3 方差和靈敏系數(shù)
 
 
 
    2.4標準不確定度評定
 
①精密表示值不準確引入的不確定度u(P)
 
a 測量重復(fù)性引入的不確定度 u1(P),屬 A 類不確定度分量。現(xiàn)以一只 0 MPa~2.5 MPa 的精密壓力表,在 1 MPa 處的測量為例,其 10 次測量值如表 1 所示。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
    2.5 標準不確定度一覽表
 
    各標準不確定度分量見表2
 
 
 
 
 
 
 
 
 
    3 結(jié)語
 
    通過對精密壓力表測量結(jié)果不確定度分析,使我們掌握了測量結(jié)果不確定度的分析評定方法,也進一步明白了檢定過程各個環(huán)節(jié)對測量結(jié)果的影響,為今后計量檢定工作及理論分析奠定了良好的基礎(chǔ)。
 
    參考文獻
 
    [1] JJF 1059- 1999,測量不確定度評定與表示[s].
 
    [2] JJG 49- 1999,彈簧管式精密壓力表和真空表[s]
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