被检压力表与标准装置之示值误差的测量不确定度评定
    

赵 溟 (中船重工集团公司第七一五研究所质量管理部,浙江富阳 311400)

[摘 要]文章介绍了精密压力表标准装置的构成和工作原理,并依据jjf1059-1999《测量不确定度评定与表示》的技术规范,对使用该装置检定被检压力表示值误差进行测量不确定度分析,举例说明分析结果。

[关键词]示值误差;自由度;扩展不确定度

[中图分类号] th85 [文献标识码] b [文章编号] 1002-1183 (2004) 03-0021-02

弹簧管式一般压力表在各企业有广泛的应用,而其检测装置精密压力表标准装置,也是大部分企业建立的单位最高计量标准之一。按照jjg52-1999《弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表》计量检定规程的要求,一般以弹簧管式精密压力表和真空表为主标准器,压力表校验器、真空校验器等为主要辅助设备,组成弹簧管式一般压力表的检测装置,采用直接比较法来进行检定。根据液体静力学原理,加压后,当系统达到静平衡时,将精密压力表的读数与被检压力表的读数进行比较,即可得到被检压力表示值误差的测量结果。

1 建立数学模型

1·1 数学模型

由于是采用直接测量,其示值误差的表达式如下:

式中: y为被检压力表的示值误差,mpa;p被为被检压力表的示值,mpa;p标为精密压力表的示值,mpa。

1·2 灵敏系数

求对各误差源的偏导得出:

2 各分量标准不确定度的评定

2·1 被检压力表重复测量引起的不确定度分量u1

该项来源为a类分量。为了获得重复性测量的不确定度,我们选用一块0~60mpa、0·4级的精密压力表,对一块0~60mpa、1·6级的弹簧管式一般压力表的30mpa点进行10次独立测量,测得xi数据如下:

30·0、30·0、30·0、30·2、30·2、30·0、30·0、

30·0、30·2、30·2mpa。

2·2 被检压力表估读误差引起的不确定度分量u2

该项来源为b类分量。在实际测量时,压力表的示值是按分度值的1/5估读,以1·6级、0 ~60mpa的压力表为例,其估读误差为0·2mpa,认为误差分布服从正态分布,置信水平为99%,覆盖因子k=2·58。

2·3 精密压力表的准确度引起的不确定度分量u3

该项来源为b类分量。由jjg49-1999《弹簧管式精密压力表和真空表》计量检定规程得知, 0·4级、0~60mpa精密压力表示值的最大允许误差为±(0·4%×60)mpa=±0·24mpa,即u3的不确定度区间的半宽度值a=0·24mpa,认为在区间内误差分布为正态分布,置信水平为99%,覆盖因子k=2·58。

2·4 环境温度引起的不确定度分量u4

该项来源为b类分量。根据检定规程,工作压力表的检定温度为(20±5)℃,而精密压力表的检定温度为(20±2)℃,因此在极限温度进行工作压力表的检定时,精密压力表由此影响所产生的最大误差为kt( t- 20℃) p,其中弹簧管的温度系数kt=0·0004/℃,满量程p=60mpa,认为误差分布服从

2·5 精密压力表估读误差引起的不确定度分量u5

该项误差为b类分量。在实际测量时,精密压力表的估读误差为分度值的1/10,以0·4级、(0~60) mpa的精密压力表为例,其估读误差为0·05mpa,认为误差分布服从正态分布,置信水平为99%,则覆盖因子k=2·58。

2·6 精密压力表和被检压力表指针轴之间的高度差引起的不确定度分量u6

由于我单位使用的压力表校验器在检定时,精密压力表和被检压力表的指针轴之间存在50mm的高度差,则由液位高度差引起的误差为:

该项误差为微小误差,可忽略不计。

3 合成标准不确定度

因以上各项不确定度分量彼此独立,互不相关,则合成标准不确定度为:

4 扩展不确定度

4·1 uc的有效自由度

4·2 扩展不确定度

假定置信水平取95%,则当νeff=70时,

查t分布临界值表得t95(νeff),即覆盖因子k=

t95(νeff)=1·995,因此,

u=k·uc=1·995×0·15mpa=0·3mpa

表示成相对扩展不确定度

4·3 不确定度报告

相对扩展不确定度

被测量最后示值误差的测量结果为

[ (30·1-30·0)±0·3] mpa= (0·1±0·3) mpa

5 结论

通过以上分析评定,本装置采用0·4级、0~60mpa精密压力表为主标准器,在实验室温度为(20±5)℃时,通过测量1·6级同量程工作压力表的30mpa点,得到的相对扩展不确定度为0·5%。

[作者简介]赵溟(1968-),女,山东济南人, 1989年起从事计量检定和管理工作。

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    收录时间:2014年11月03日 11:02:57 来源:中国计量测控网 作者:点击率
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