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精密压力表测量结果不确定度评定
更新时间:2019-6-11 10:59:49 浏览:126 关闭窗口 打印此页
 摘 要:阐述了用二等活塞压力计标准装置检定精密压力表的过程,分析了影响测量结果的不确定度来源,并提出对测量结果进行不确定度评定的方法。
 
    1 测量不确定度
 
    1.1 测量不确定度的由来及组成
 
    测量不确定度是表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数。测量过程中有许多引起不确定度的因素来源,如计量器具本身的误差,取样的代表性不够,实际工作条件与标准工作条件不一致,所依据的理论不严密或所用的测量方法不完善,测量人员主观因素和操作技术不规范等影响。由此可见,测量不确定度一般由许多分量组成,其中一些分量具有统计性,另一些分量具有非统计性。所有这些不确定度来源,影响到测量结果,都会对测量结果的分散性有影响。也就是说由于这些不确定度来源的综合效应,使测量结果的可能值服从某种概率分布。
 
    1.2 测量不确定度的种类
 
    不确定度依据其评定方法可分为 A 类和 B 类两大类标准不确定度。
 
    A 类标准不确定度:用统计方法评定的分量。表征 A 类标准不确定度分量的估计方差 u2,是由一系列重复观测值计算得到的,即为统计方差估计值s2。标准不确定度 u 为 u2的正平方根值,故 u=s。
 
    B 类标准不确定度:用非统计方法评定的分量。它是根据有关信息来评定的,即通过一个假定的概率密度函数得到,此函数基于事件发生的可信程度,即主观概率或先验概率。
 
    合成标准不确定度:当测量结果是若干个其他量的值求得时,按其他各量的方差和协方差算得的标准不确定度,用uc表示。
 
    扩展不确定度:确定测量结果区间的量,合理赋予被测量之值分布的大部分可望含于此区间,用 U表示。
 
    2 精密压力表测量不确定度评定
 
    2.1概述
 
    精密压力表主要用于检定一般压力表,也可用于压力或真空的精密测量,它的工作原理是弹簧管在压力和真空作用下,产生弹性变形引起管端位移,其位移量通过机械传动机构进行放大,传递给指示装置,由指针指出被测压力或真空值。
 
    ① 测量依据:JJG49- 1999《弹簧管式精密压力表和真空表》检定规程。
 
    ② 测量环境:温度 20℃±3℃ ,相对湿度不大于 85%,环境压力:大气压。
 
    ③ 测量标准:二等活塞式压力计在上述环境条件下复现的压力值的相对极限误差为△rel=±0.05%。
 
    ④ 测量过程:在规定的环境条件下,将精密压力表安装在二等活塞压力计的检定位置上,并要求密封无泄漏。平稳地升压或降压,对各检定点进行示值检定,对每一检定点,在升压(或降压)检定时,轻敲表壳后的示值与二等活塞式压力计复现的压力值之差为精密表在该检定点的示值误差。
 
    ⑤ 评定结果的使用:符合上述条件且测量限为0.4MPa~60MPa,精度等级为 0.4 级的弹簧管式精密压力表,可使用本测量不确定度的评定结果。 
 
    2 .2 数学模型
 
    ΔP = P- PB
 
    式中 △P———精密表的示值误差(MPa)
 
    P———精密表升压(或降压)检定时轻敲表后的示值(MPa)
 
    PB———二等活塞式压力计复现的压力值(MPa)
 
    2.3 方差和灵敏系数
 
 
 
    2.4标准不确定度评定
 
①精密表示值不准确引入的不确定度u(P)
 
a 测量重复性引入的不确定度 u1(P),属 A 类不确定度分量。现以一只 0 MPa~2.5 MPa 的精密压力表,在 1 MPa 处的测量为例,其 10 次测量值如表 1 所示。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
    2.5 标准不确定度一览表
 
    各标准不确定度分量见表2
 
 
 
 
 
 
 
 
 
    3 结语
 
    通过对精密压力表测量结果不确定度分析,使我们掌握了测量结果不确定度的分析评定方法,也进一步明白了检定过程各个环节对测量结果的影响,为今后计量检定工作及理论分析奠定了良好的基础。
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