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氣體減壓器用壓力表示值誤差測量不確定度評定

来源: 辽宁计量科学研究院,辽宁 沈阳 作者:王同賓,孫金晨 发布日期:2020-07-07 16:27:58

 【摘要】本文主要依据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》及JJF 1328-2011《带弹簧管壓力表的气体减压器校准规范》对氣體減壓器用壓力表示值误差测量结果不确定度进行评定,详细介绍了氣體減壓器用壓力表示值误差测量结果不确定度评定方法,并给出了扩展不确定度。

 
氣體減壓器用壓力表一般为2.5级,本例中选用一块测量范围为25 MPa的氧气壓力表作为被校壓力表,根据JJF 1328-2011 带弹簧管壓力表的气体减压器校准规范要求只校到 15MPa。标准器选用测量范围为 0~25 MPa 准确度等级为 0.05级的数字压力计,其评定过程如下。 
 
1 建立测量模型
1.1 测量模型
Δ = P被 - P标 (1)
式中:Δ——被校表示值误差; P被——校准点上被校表示值; P标——标准器示值。
 
 1.2 计算灵敏系数
 
式(1)對各不確定度來源量求偏導得出各項的靈敏系數:
20200707164016.jpg
 
2 标准不确定度的评定
2.1 标准器引入的标准不确定度
由標准器引入的標准不確定度,屬B類,標准器准確度等級爲0.05級,服從均勻分布,故:
20200707164016.jpg
 
2.2 被校表引入的不确定度
该项不确定度来源可从重复性及对壓力表的估读所带来的误差中算得。 1)重复性引入的标准不确定度对被校表在5 MPa、10 MPa、15 MPa三个点上进行多次测量,测量数据如下。
 

壓力表示值误差重复测量数据

 
 
任意选取 3 块同量程的壓力表,各表分别在 5 MPa、10MPa、15 MPa点上,在重复性条件下连续测量10次,每个校准点得到3组测量列,每组测量列分别按上述方法得到单次试验标准差,结果如下表所示。
壓力表示值误差重复测量单次实验标准差汇总
合成樣本標准差sp爲:
QQ截图20200707164157.jpg
重複性引入的標准不確定度結果如表4所示。
壓力表示值误差重复性引入的标准不确定度
2)被校表讀數誤差引入的標准不確定度
对一般壓力表,要求估读至分度值的1/5。由于操作者的习惯及指针与刻度盘间有距离,视线可能产生偏角,估读不可靠性以1/10分度估计,该误差分布服从均匀分布。被校表分度值为1 MPa,所以:
20200707164254.jpg
由于u2>u3,u3引入的影響可以忽略不計,因此被校表引入的不確定度u被=u2 
 
3 标准不确定度分量表
壓力表示值误差标准不确定度分量表
4 合成标准不确定度uc的评定以上各分量独立不相关,由公式0200707164335.jpg成標准不確定度(見表6)。
壓力表示值误差合成标准不确定度
5、擴展不確定度的確定
取包含因子 k=2,则氣體減壓器用壓力表示值误差在 
5MPa、10 MPa、15 MPa三个点上的扩展不确定度为:
 5 MPa:U = k × uc = 0.2 MPa;
10 MPa:U = k × uc = 0.2 MPa;
15 MPa:U = k × uc = 0.3 MPa。

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