壓力表檢定過程中不確定度評(píng)定

表殼；2表殼；2—彈簧管；3—指針；4—上夾板；5—連桿；6—表盤；7—接頭；8-螺絲壓力表檢定過程中不確定度評(píng)定摘要隨著實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可行業(yè)的發(fā)展，對(duì)檢定出具的數(shù)據(jù)精確度要求越來越嚴(yán)格。本文根據(jù)JJF1059-2008《測量不確定度評(píng)定與表示》的要求，依據(jù)JJG52-2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表及真空表檢定規(guī)程》，對(duì)壓力表檢定過程中出現(xiàn)的示值誤差測量不確定度進(jìn)行分析，從而找出影響壓力表檢定數(shù)據(jù)不確定度的各種因素，來提高檢定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。關(guān)鍵詞 示值誤差 測量不確定度標(biāo)準(zhǔn)不確定度擴(kuò)展不確定度引言一般壓力表、壓力真空表及真空表（以下簡稱壓力表）不確定度的評(píng)定，依據(jù)JJG52-2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表及真空表檢定規(guī)程》壓力表的不確定度是通過與精密壓力表比對(duì)測得的。本文采用一只0.1級(jí)、量程（0-4）MPa的精密數(shù)字壓力表檢定一只2.5級(jí)、量程（0-2.5）MPa,分度值O.IMPa的一般壓力表，以此來評(píng)定壓力的測量不確定度。（2.5MPa的壓力表檢定過程需要檢0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5六個(gè)點(diǎn)，我們?nèi)?.0這個(gè)點(diǎn)作為評(píng)定依據(jù)）。一、壓力表的結(jié)構(gòu)彈簧管式一般壓力表主要由彈簧管、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、指示機(jī)構(gòu)和表殼等四大部分組成，見圖19—扇形齒輪；10—中心齒輪；11—游絲；12—下夾板；13—中心軸 J產(chǎn)（計(jì)1結(jié)枸小盤圖 （h）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)放丈圖彈簧管式一般壓力表結(jié)構(gòu)圖1.2壓力表的工作原理

壓力表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，其位移通過機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行放大，傳遞給指示裝置，再由指針在刻有法定計(jì)量單位的分度盤上指出被測壓力或真空量值。二、測量過程簡述⑴?測量依據(jù)：JJG52—2013,《彈元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表檢定規(guī)程》⑵環(huán)境條件：溫度20.3°C，相對(duì)濕度小于60%,等溫2h以上。⑶測量標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)器為0.1級(jí)數(shù)字壓力表，允許示值誤差±0.5%。⑷被測對(duì)象：準(zhǔn)確度為2.5級(jí)一般壓力表，型號(hào)為Y-60，測量范圍為(0~2.5)MPa.⑸測量方法：通過升壓和降壓一個(gè)循環(huán)，將被測壓力表在各檢定點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)表比較逐點(diǎn)讀取被測壓力表示值,被測壓力表示值與數(shù)字壓力表壓力值之差為該壓力表的示值誤差。XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX三、建立數(shù)學(xué)模型5=p—p被標(biāo)式中：5一壓力表的示值誤差；被一被測壓力表示值;p標(biāo)一標(biāo)準(zhǔn)器產(chǎn)生的壓力值;四、不確定度分量計(jì)算1.被檢表示值穩(wěn)定性引起的不確定度片(1)重復(fù)性影響不確定度分量片］1該項(xiàng)來源可從重復(fù)性實(shí)驗(yàn)中算得，其中包括觀測人員對(duì)示值的估讀隨機(jī)性和彈性元件滯后特性引起誤差的因素，屬A類不確定度分量。選取一只Y-60 (0-2.5)MPa2.5級(jí)、分度值為O.IMPa,性能穩(wěn)定的壓力表，在同一條件下，同一方向，在1.0MPa處連續(xù)測量10次，得至一組數(shù)據(jù)如下：單位：MPa序號(hào)測量值xix—Xi(x—X)2i11.0020.0020.00000420.992-0.0080.00006431.0020.0020.00000441.0120.0120.000014451.0020.0020.00000460.992.-0.0080.00006470.992-0.0080.00006481.0020.0020.00000491.0120.0120.0000144100.992-0.0080.000064y1.0000.000.000561g(y-y》S(y)_[一i \ n—10.008共進(jìn)行了10次測量，計(jì)n=10用貝塞爾公式算得單次值實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差片。話g(y-y》u=錯(cuò)誤！未找到引用源。*I'1一=0.008MPa1o1 n-1自由度v]=n-1=10-1=9.溫度影響不確定度分量片。2：本實(shí)驗(yàn)室檢定2.5級(jí)精密壓力表的環(huán)境溫度為(20土0.3°C)，溫度影響為kP(t-20),其中k(k=0.0004/°C)為溫度影響系數(shù),P為測量上限值，誤差概率分布遵從均勻分布，故：U1.2==0.00017MPakpAt0.0004x2.5x0.3U1.2==0.00017MPaT~= 3其估值可靠，故自由度v12~8。.示值變動(dòng)量影響不確定度分量％3JJG52-2013規(guī)程規(guī)定,示值變動(dòng)量是允許基本誤差0.4%的一半，按分布屬均勻分布，以全區(qū)間計(jì)算，故：ui。ui。2x2-55°4%)=錯(cuò)誤！未找到引用源。0.0003MPa其估算可靠性為25%，故自由度v3=1/2*(25%)-2=8。?估讀影響不確定度分量u:E31。4對(duì)指針類刻度儀表，要求估讀至分度的1/10。因此，估讀誤差同樣以分度值的1/10估計(jì)，該誤差服從均勻分布，以半?yún)^(qū)間計(jì)入，故x0.0510u= 錯(cuò)誤！未找到引用源。MPa=0.0029MPaIJ3其估算可靠性約25%，故自由度取v =1/2*(25%)-2=81。4.數(shù)據(jù)修約影響不確定度分量u:1。5檢定結(jié)果修約至被檢表估讀值(即分度值1/10),其修約誤差為估讀值的1/2,遵從均勻分布，故—*丄*0.05—*丄*0.05210u1。5錯(cuò)誤！未找到引用源。=0.0014MPa修約間隔可靠，故自由度v -8。1。52.標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字壓力值的不確定度u2標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字壓力表的最大允差為4MPa*0.05%=0.0002MPa,均勻分布，故0.0002錯(cuò)誤！未找到引用源。=0.0001MPa0.0002錯(cuò)誤！未找到引用源。=0.0001MPa其估算可靠，故自由度取v2—相關(guān)性各輸入量之間不存在任何值得考慮的相關(guān)性。標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表表1標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表不確定度分量來源分布u(MPa)自由度u1。1示值重復(fù)性止態(tài)0.0089u環(huán)境溫度影響均勻0.00017OOu1。3變動(dòng)量影響均勻錯(cuò)誤！未找到引用源。0.00038u1 4估讀誤差均勻0.00298u1 5數(shù)字修約均勻0.0014OOuo標(biāo)準(zhǔn)器均勻0.0001OO五、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度由于重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差中包含了讀數(shù)誤差，只有5項(xiàng)，故合成為：；22222uc^ilu1.i+uL1.2+UL1.3+uf4+%彳5+u2錯(cuò)誤！未找到弓I用源。=0.0032MPa有效自由度根據(jù)韋爾奇-薩特思韋特公式，得錯(cuò)誤！未找到引用源。=53.5uC錯(cuò)誤！未找到引用源。=53.55u45=1】1 vi按此有效效自由度查置信概率(p=95%)t(v)分布系數(shù)表，得t(53.5)=1.9六、擴(kuò)展不確定度UU=t(53.5)u=0.01045MPa95 95 c七、測量不確定報(bào)告2.5級(jí)彈簧管式精密壓力表的示值誤差的擴(kuò)展不確定度U=0.01045MPa。95由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度%及基于有效自由度v