壓力變送器測(cè)量不確定度評(píng)定

壓力變送器測(cè)量不確定度的評(píng)定1概述測(cè)量依據(jù)JJG882-2004《壓力變送器檢定規(guī)程》。環(huán)境條件溫度（20±2）℃,相對(duì)濕度不大于80%。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)一等活塞壓力計(jì)作壓力標(biāo)準(zhǔn)器，準(zhǔn)確度等級(jí)為0.02級(jí)。6位半高性能數(shù)字萬(wàn)用表被測(cè)對(duì)象準(zhǔn)確度等級(jí)為0.1級(jí)的壓力變送器。測(cè)量過程根據(jù)被檢儀器的量程不同，用相應(yīng)范圍的，4位半高性能數(shù)字萬(wàn)用表作為被檢儀表輸出信號(hào)檢測(cè)儀器。檢定前，正確安裝連接好后，檢定系統(tǒng)應(yīng)預(yù)熱不少于十五分鐘，并連續(xù)對(duì)被檢器預(yù)加測(cè)量上限（或下限）壓力3次。對(duì)于0.1級(jí)的壓力變送器，應(yīng)在測(cè)量范圍內(nèi)至少均勻或合理地選取6個(gè)檢定點(diǎn)（包括零點(diǎn)），連續(xù)進(jìn)行3次循環(huán)檢定，然后根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)按照規(guī)程要求評(píng)定被檢器的各項(xiàng)誤差。評(píng)定結(jié)果的使用符合上述條件的測(cè)量結(jié)果，一般可直接使用本不確定度的評(píng)定結(jié)果。2數(shù)學(xué)模型3=A—A （1）式中：8—變送器的基本誤差值（mA）；A—變送器的實(shí)際輸出值（mA）；dA—變送器的理論輸出值（mA）。0A又可分解為：0A=C+ ?P （2）0 0P0m式中：A—變送器輸出量程（mA）；mP—變送器輸入量程（MPa）；mC—A的起始理論輸出值（mA）；00P—變送器的輸入壓力值。0此輸入壓力值P。包括兩項(xiàng)內(nèi)容，一項(xiàng)是二等活塞壓力計(jì)產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)壓力值P1，另一項(xiàng)是變送器取壓口與活塞壓力計(jì)活塞下緣處不是同一水平面產(chǎn)生靜壓力差P2。P2表達(dá)式為：P2=pgh （3）式中：p一標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)用介質(zhì)液的密度，0.88*103kg/m3；g—當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋?.8m/s2；h一被檢器取壓口中心與壓力計(jì)活塞下端面的高度差。那么，式（1）可寫成：TOC\o"1-5"\h\z6=A-^m-（P+pgh）-C （4）dP1 0m故：（）=史=1d.Ic（P）=包=-Am^=-16=-0.5（mA/MPa）i ap p 32c（h）="=-Am..pg=-竺X0.88X103*9.8=0.00431Qa?m-i）ahP 323分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的分析計(jì)算

選取一只0.1級(jí)(0?32)MPa,輸出電流范圍為4?20mA的壓力變送器，選用的活塞壓力計(jì)為1?60MPa的0.02級(jí)活塞壓力計(jì)。那么A=16mA,P=32MPa,C=4mA3.1測(cè)量重復(fù)性(1)被測(cè)壓力變送器重復(fù)測(cè)量引起的不確定度分量u(V)11對(duì)被檢儀表做不少于5個(gè)點(diǎn)的量程范圍內(nèi)檢定，每點(diǎn)均進(jìn)行6次測(cè)量，發(fā)現(xiàn)在8MPa點(diǎn)上變化最大，以此組數(shù)據(jù)(見表1)為代表，用貝塞爾公式計(jì)算單次測(cè)量實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差s：s0.00037s0.00037=0.0002(mA)表1次數(shù)n輸出電流值I(mA)I—I(mA)(I—I)2(mA)18.0020.001214.4X10-828.0010.00020.4X10-838.0010.00020.4X10-847.999-0.001832.4X10-858.0020.001214.4X10-868.000-0.00086.4X10-8I=1Zi=8.0008mA 2(I—I)2=68.4x10-8n i ii=1 i=1I—I)- 二0.00037(mA)n—1其自由度vj5數(shù)字萬(wàn)用表不確定度分量u(I)21由數(shù)字萬(wàn)用表的檢定證書查得直流檔的最大允許誤差為：0.015%_0.015%*303=0.0015(mA)其估算值可靠性為10%,故自由度：v「(10%)-2/2=50二等活塞壓力計(jì)估算的不確定度分量從檢定證書中得知活塞壓力計(jì)在壓力恒溫室(20±5)℃下，其準(zhǔn)確度為0.02%,其概率分布服從正態(tài)分布(給定置信概率口=0.99%)，則查表得k=2.58即:u3二c（P1）.k0.02%*6040.5卜=0.0023(mA)由于誤差分布服從正態(tài)分布，所以VJ8。3.3.2介質(zhì)液高度差估算的不確定度分量u(h)按規(guī)程要求，被檢器取壓口的幾何中心與活塞式壓力計(jì)的活塞下端面在同一水平面上，通常被檢變送器的尺寸能大體保證達(dá)到這一要求，相差不多而忽略，不作人為修正專用祛碼。但有相差時(shí)不作修正便引入誤差,實(shí)驗(yàn)中實(shí)測(cè)存在高度差h=13cm,由此估算帶來(lái)的不確定度分量u(h),遵從兩點(diǎn)分布。u4二c〃）.k=|0.00431|"；3=0.0006(mA)其估算值可靠性約為25%，故自由度v「(25%)-2/2=8

4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（見表2）4.1不確定度分析一覽表4.2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度序號(hào)4.2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度序號(hào)不確定度來(lái)源u(y)(mA)vi1測(cè)量重復(fù)性0.0003752FLUKE744估算0.0015503標(biāo)準(zhǔn)活塞壓力計(jì)估算0.002384介質(zhì)液高度差估算0.00068表2不確定度一覽表因上述各不確定度分量獨(dú)立不相關(guān)，合成不確定度為:uP)因上述各不確定度分量獨(dú)立不相關(guān)，合成不確定度為:uP)=uU2+u2+u2+u2cy" 1 2 3 4二*0.000372u0.00152+0.00232+0.00062=0.0028(MPa)4.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的有效自由度1為:veff0.002840.00037450.00150.00037450.00154u500.00234u80.000648二507——>84.4擴(kuò)展不確定度置信概率取95%,vf近似取8,查t分布表得：k=2.5758則擴(kuò)展不確定度：uP=k-u=2.5758X0.0028=0.007MPa5不確定報(bào)告有效自由壓力變送器示值誤差測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為U