数字压力计测量结果的不确定度分析与评定

【前言】数字压力计测量结果的不确定度分析与评定由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。1.3检定对象：数字压力计，测量范围：（0～2.5）MPa，准确度等级0.05级，最小分辨率0.0001 MPa。 1.4测量标准：0.02级活塞式压力计标准装置，测量范围（0～6）MPa。 1.5检定方法：通过升压和降压四个循环，将被测压力计在各检定点与标准器比较，逐点读取被测压力计示...

摘要：本文根据JJG875-2005《数字压力计检定规程》的要求，建立了数字压力计数学模型，确定了数字压力计测量结果的不确定来源，给出了测量结果的不确定度评定方法，并结合实际测试数据给出了具体分析。

关键词：数字压力计 测量 不确定度 评定

1.概述

1.1检定依据：JJG875-2005《数字压力计》检定规程。

1.2检定环境条件：温度（20±2）℃，相对湿度不大于85%。

1.3检定对象：数字压力计，测量范围：（0～2.5）MPa，准确度等级0.05级，最小分辨率0.0001 MPa。

1.4测量标准：0.02级活塞式压力计标准装置，测量范围（0～6）MPa。

1.5检定方法：通过升压和降压四个循环，将被测压力计在各检定点与标准器比较，逐点读取被测压力计示值，包括零点在内检定点不少于10个，被测压力计示值与标准器产生的压力值之差值为该压力计的示值误差。

2.数学模型：

=p1-p2 （1）

上式中 ―― 示值误差；

P1 ―― 被测数字压力计示值（MPa）；

P2―― 标准器产生的压力值（MPa）；

依据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》对（1）式微分得到灵敏系数为：

C1= / P1=1 （2）

C2= / P2= -1 （3）

3.各输入量的标准不确定度分量的评定

3.1输入量P1 的标准不确定度u（P1）的评定

3.1.1被测数字压力计测量重复性引入的标准不确定度u1（P1） 的评定

被测数字压力计的测量重要性可以通过连续测量得到测量列，用A类方法进行评定。对一块0.05级、（0～2.5）MPa的数字压力计在2MPa点作10次重复性测量，所得如据如表所示：

次数n 1 2 3 4 5

示值（MPa） 1.9996 1.9996 1.9997 1.9996 1.9996

残差（MPa） -0.00004 -0.00004 0.00006 -0.00004 -0.00004

次数n 6 7 8 9 10

示值（MPa） 1.9996 1.9997 1.9997 1.9996 1.9997

残差（MPa） -0.00004 0.00006 0.00006 -0.00004 0.00006

因为n=10，求得： （4）

则标准差： （5）

则标准不确定度为： （6）

3.1.2压力计分辨率误差引入的标准不确定分量u2（P1）的评定

（0～2.5）MPa的数字压力计的分辨率为0.0001MPa，属均匀分布，按不确定度评定的B类评定方法评定。则显示波动造成的标准不确定度为：

u2（P1）= = =0.000058 MPa （7）

3.1.3检定环境温度影响引入的标准不确定度分量u3（P1）的评定

由于数字压力计采用了温度补偿功能，保证在0～50度范围内保持0.05%的精度。且检定时严格按规程要求控制环境温度（20±2）℃，所以被检数字压力计受检定环境温度影响引入的标准不确定度分量u3（P1）=0

3.1.4输入量P1的标准不确定度各分量u1（P1） 、u2（P1） 和u3（P1）互不相关，故输入量P1的标准不确定度为：

u（P1）= MPa

（8）

3.2输入量P2 标准不确定度u（P2）的评定

3.2.1标准装置引入的标准不确定度分量u1（P2）的评定

标准活塞压力计的准确度为0.02%FS，在检定被检数字压力计的过程中最大的误差点为2 MPa，即最大误差值为0.02%×2=0.0004 MPa，且在检定范围内服从均匀分布。区间半宽a=0.0004 MPa，按不确定度的B类评定方法评定。则标准装置引入的标准不确定度为：

1（ 1）= = =0.00023 MPa （9）

3.2.2受压点高度差引起的标准不确定度分量 2（P2）的评定

由于活塞压力计的活塞杆下端面与被检数字压力计测压点有高度差，高度差 h为5cm，油介质密度为 =0.86×103/m3，因此 P=± ・g・ h

P=±0.000421MPa，测量误差在检定范围内服从均匀分布，区间半宽

a=0.000421 MPa，按不确定度的B类评定方法评定。则高度差引入的标准不确定度为：

2（P2） = = =0.00024 MPa （10）

3.2.3检定环境温度影响引入的标准不确定度分量 3（p2）的评定

由于检定时严格按规程要求控制环境温度（20±2）℃，所以标准器受检定环境温度影响引入的标准不确定度分量 3（p2）=0

3.2.4输入量P2的标准不确定度各分量 1（P2） 、 2（P2） 和 3（P2）互不相关，故输入量P2的标准不确定度为：

u（P2）= = 0.00041MPa （11）

4.合成标准不确定度评定：

4.1输入量的标准不确定度各分量 （ 1）为0.00006 MPa， （ 2）为0.00041 MPa。

4.2合成标准不确定度的计算

因各分量彼此独立，所以合成不确定度为

uc= =0.00058MPa

4.3 扩展不确定度为：一般扩展因子k取2，则

4.4相对扩展不确定度为：

U rel= 100%=0.046%

5、测量不确定度报告与表示：

本装置测量0.05级数字压力计示值误差测量结果相对扩展不确定度为：

U rel =0.05%