精密压力表示值误差测量不确定度评定

《计｜与溅试技术　１４丰第４／卷摹７期　精密压力表示值误差测量不确定度评定　王明瑶　张相山　（贵州省计量测试院，贵州贵阳５５０００３）　摘要：运用不确定度评定与表示方法，对精密压力表示值误差的测量不确定度进行评定。　文献标识码：Ａ　国家标准学科分类代码：４６０．４Ｏ２５　关键词：精密压力表；示值误差；不确定度　中图分类号：ＴＢ９３　Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ　ａｂｏｕｔ　Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ　Ｅｒｒｏｒ　ｏｆ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｇａｕｇｅ　ｉｎ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　Ｗａｎｇ　Ｍｉｎｇｊｕｎ　Ｚｈａｎｇ　Ｘｉａｎｇｓｈａｎ　０引言　△ｐ＝Ｐ　一Ｐ　精密压力表作为应用十分广泛的计量器具之一，在　式中：△ｐ一示值误差，Ｐａ；　生产过程和科学实验中占有非常重要的地位，而精密压　力表的示值误差又是判别检定是否合格的重要参数，所　以对精密压力表的示值误差进行测量不确定度评定具重　要的研究意义，为确保压力计量的准确性，生产运行的安　全性提供更准确的依据。　ｌ　概述　ｐ　一精密压力表示值，Ｐａ；　～活塞压力计示值，Ｐａ。　３各输入量的标准不确定度评定　３．１不确定度传播率　由测量模型，输入量Ｐｍ＂．Ｐ　的标准不确定度为ｕ（ｐｍ）、　ｕ（ｐ　），彼此独立，不相关，根据不确定度传播定律，精密　压力表示值误差的合成标准不确定度为：　１．１测量依据　ＪＪＧ４９—２０１３（（弹性元件式精密压力表和真空表》检　定规程。　△ｐ）－（　）　（ｐｍ）＋（　）　（　＝一１　１．２测量方法　精密压力表的检定，是根据流体静力学原理，应用直　接比较法进行的。将该精密压力表装在活塞压力计上，　当整个加压系统平衡时，读取被检精密压力表的示值，　精密压力表指示的压力值与活塞压力计产生的压力值之　灵敏系数：ｃ（　）＝　所以得：　＝ｌ，ｃ（　）＝　（△ｐ）＝　（ｐ仇）＋　（　）　差即为精密压力表的示值误差。　１．３环境条件　温度：（２０±２）℃、湿度：≤８５％ＲＨ、重力加速度：　９．７８６８ｍ／ｓ２。　３．２精密压力表引入的标准不确定度　（ｐ　）　３．２．１精密压力表测量重复陛引入的标准不确定度“（　）　以６．０ＭＰａ为测量点，进行１Ｏ次测量，测量列数据见　表１：　表１精密压力表测量重复性数据单位：／ＶｌＰａ　１．４测量标准　兰　鱼　！　！　！　活塞压力计，测量范围：（０．１—６）ＭＰａ，准确度等级：　０．０５级。　平均值：　＝　奎ｐ　６．０ｏ４４ＭＰａ　单次实验标准差为：　１．５被测对象　精密压力表，测量范围：（０．１—６）ＭＰａ，准确度等级：　０．２５级。　／　Ｌ——『＿：０．０００８ＭＰａ　ｎ—ｌ　一　’　按Ｏ．２５级精密压力表的检定规程要求，进行２次测　／　（　一　一Ｐ　）ｍ）　２测量模型　收稿日期：２ｏ１４—０３—２６　ｉ明臻等：精密压力表示值误差铡量不确定度评定　量，所以标准不确定度：　ｕ（　】）＝ｓ（Ｐｍ１）／√２＝５．６６　Ｘ　１０Ｉ４ＭＰａ　＝４．２１　Ｘ　１０～ＭＰａ，则由高度差引起的标准不确定度：　Ｍ（ｐｍ４）＝口／√３＝４．２１　Ｘ　１０　／√３＝２．４３　Ｘ　１０　ＭＰａ　３．２．２精密压力表估读引入的标准不确定度ｕ（Ｐ　２）　该精密压力表的最小分度值为０．０２ＭＰａ，根据检定　规程，检定人员可以估读到最小分度值的１／１０，则估读　极限误差为±０．００２　ＭＰａ，由精密压力表估读误差所引入　的标准不确定度：　Ｍ（ｐｍ２）：０．Ｏ　０２：１１５×１０—３ＭＰａ　．３．３活塞压力计准确度引入的标准不确定度ｕ（Ｐ　）　由活塞压力计的检定证书：准确度等级为０．０６级，则　６．０ＭＰａ测量点的允许误差：±０．０５％Ｘ６．０＝±０．（ＸＹ３ＭＰａ，即　半宽度ａ＝０．００３ＭＰａ，服从均匀分布，标准活塞压力计引入　的标准不确定度：　“（Ｐｓ）＝口　＝１．７３×１０一。ＭＰａ　４合成标准不确定度　ｊ　３．２．３环境温度引入的标准不确定度ｕ（ｐ　）　温度变化影响所产生的极限误差为±ｋ（　）Ａｔｐ，这里　Ｕｃ（　ｐ）＝√Ｕ２（ｐ　）＋　（ｐ　）＝３．５１　Ｘ　１０一　ＭＰａ　５扩展不确定度　温度系数ｋ（ｔ）＝０．０００４／Ｔ：，Ａｔ＝２℃，Ｐ＝６ＭＰａ，服从均　匀分布，则该精密压力表由环境温度变化引起的标准不　确定度：　０４　ｘ２ｘ　６２．７７×１０—３ＭＰａｕ（０．—００Ｐ）：—ｕ　Ｌ　ｒｏ３　，＝———　三一—一：　・　／／×　１１３　ＩｖＩＶａ　—在６ＭＰａ测量点精密压力表示值误差的扩展不确定度：　Ｕ＝ｋ・“　（△ｐ）＝０．００７ＭＰａ（ｋ＝２）　相对扩展不确定度：　ｆ＝０．１２％参考文献　（后＝２）。　一：ｊ　３．２．４活塞式压力计活塞下端面与精密压力表指针轴　不处同一平面，由此产生的液柱高度差所引入的标准不　确定度“（Ｐ　）　—［１］ＪＪＣＡ９—２０１３｛弹性元件式精密压力表和真空表》．　『２］ＪＪＦ１０５９．１—２０１２｛测量不确定度评定与表示》．　作者简介：王明瑁，女，助理工程师。工作单位：贵州省计量测试院。通讯　地址：５５０００３贵州省贵阳市云岩区头桥海马冲街１１１号。　￣Ｋ＊ＨｔＵ，贵州省计量测试院（贵阳５５０００３）。　搬液柱高度不超过５ｍｍ，变压器油在２Ｏ℃时密度ｐ　，＝Ｏ．８６Ｘ　１０３ｋｇ／ｍ３半宽ａ＝　＝０．８６×ｌＯ３　Ｘ　９．７８６８　Ｘ　０．００５　（上接第８３页）　量；在实际测量过程中同一实验室的　（ｍ）的影响量是　将各合成标准不确定度分量合成，计算１２，　（　）可得　Ｏ１．７５Ｅ一０４ｍＬ（ＪＪＧ６４６—２００６）　）１．８３Ｅ一０４ｍＬ（ＩＳＯ／，ＩＲ　固定的，而ｕ（　）是随时变化的，该分量主要与移液头　内部光洁度，移液器内部部件老化程度和检测人员的操　作习惯差异有关；可根据各实验室的具体情况加以关注　和改进，尽量减少该不确定度分量。　２０４６１），若取两位有效数字均为１．８Ｅ一０４ｍＬ，示值大小　完全相同。　若计算　（　）时只取最大的两个分量，即ｕ（ｍ）和　（　），则　。（Ｖ）均为：１．７５Ｅ一０４ｍＬ，若取两位有效数字　同样为１．８Ｅ一０４ｍＬ，说明其它不确定度分量较小，对合　成不确定度的最终结果几乎没有影响。　７结论　（３）《移液器》检定规程中移液器实际容积值计算公　式中的ｔ是指测量介质水的温度，ＩＳＯ／ＴＲ　２０４６１标准资　料中合并后的容积值计算公式中ｔｄ是指移液器自身的　温度。应该是由于移液器自身温度较难测量，在《移液　器》检定规程中使用测量介质水的温度ｔ代替　，为使测　量结果更准确，应该将移液器与测量介质用水在测量前　在实验室内放置足够的时间，让ｔ与ｔｄ越接近越好。　参考文献　（１）虽然目前现行《移液器》检定规程与ＩＳＯ／ＴＲ　２０４６１标准资料中　值的两种测量模型不同，计算公式　是有差异的，但通过以上测量范例分析可知由两种ｉ见０量　模型得到的合成标准不确定度　（　）差异不大，当取２　［１］ｊｊｃ，６４６—２ｏｏ６（移液器》检定规程．　［２１％Ｕ子勇．容量计量．中国计量出版社．　［３］倪育才．实用测量不确定度评定．中国计量出版社．　［４］ＩＳＯ／ＴＲ　２０４６１　Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ　ｆｏｒ　ｖｏｌｕｍｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ　ｍａｄｅ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｇｒａｖｌｍｅｔｒｉｃ　ｍｅｔｈｏｄ．　位有效数字时，合成标准不确定度　（Ｖ）均等于１．８Ｅ一　０４ｍＬ，说明《移液器》检定规程中关于容积值　的计算　与国际标准的相关规定基本上是一致的。　（２）合成不确定度　（　）的大小主要由最大的两个　分量／Ｚ（ｍ）和　（　）的大小决定，其它不确定度分量的　影响几乎可以忽约不计，应重点关注如何减少这两分量　［５］Ｔａｎａｋａ　Ｍ，Ｇｉｒａｒｄ　Ｇ，Ｄａｖｉｓ　Ｒ，Ｐｅｕｔｏ　Ａ　ａｎｄ　Ｂｉｇｎｅｌｌ　Ｎ　２００１　Ｍｅｔｒｏｌｏｇｉａ　３８　３０１～９．　的方法。笔者认为　（ｍ）与标准天平的准确度等级密切　相关，可通过提高天平的准确度等级，减少该不确定度分　作者简介：罗志东，男，高级工程师。工作单位：贵州省计量测试院。通讯　地址：５５０００３贵阳市头桥海马冲街１１１号。