弹性元件式一般压力表示值误差测量结果的不确定度评定

一般压力表示值误差测量结果的不确定度评定1.概述依据检定规定JJG52-2013《弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表》，弹性元件式一般压力表的检定一般是通过与精密压力表标准器直接比较测得。由于标准表和被检表在同一连通管内，静压平衡压力相等，这样，被检表的示值误差根据被检表和标准表压力值相比较而测得。本文以精密压力表的规格为YB-150（0~1.6）MPa、0.25级，被检一般压力表的规格为Y150（0~1.6）MPa、1.6级，最小分度值为0.02MPa为例来进行评定。2.评定模型2.1数学模型XNyPP=-式中y—被检一般压力表的示值误差单位：MPaXP—被检一般压力表的实际指示值单位：MPaNP—精密压力表的示值单位：MPa2.2灵敏系数11XyCP¶==¶21NyCP¶==-¶3.不确定度来源3.1被检一般压力表示值引起的标准不确定度分量：3.1.1被检一般压力表示值测量重复性引起的不确定度分量1.1u3.1.2被检一般压力表轻敲示值变动量引起的不确定度分量1.2u3.1.3被检一般压力表示值估读引起的不确定度分量1.3u3.1.4环境温度引起的不确定度分量1.4u3.1.5数据修约引起的不确定度分量1.5u3.2精密压力表示值引起的标准不确定度分量2u项，其主要由精密压力表的准确度引起的不确定度4.标准不确定度分量的评定4.1标准不确定度的A类评定被检表示值测量重复性影响的不确定度分量1.1u的评定为了获得重复性测量的不确定度，对被检一般压力表在1MPa点上进行10次重复测量（相同环境温度条件下），测得数据如下表：单位：MPa123456789101.0081.0081.0081.0081.0121.0081.0041.0041.0121.008平均值11niiXXn===å1.008MPa单次测量标准差21()1niiXXSn=-==-å0.0027MPa实际测量取二次测量读数平均值，所以1.10.002722Su===0.0019MPa1.1u的自由度1.11101nn=-=-=94.2标准不确定度的B类评定4.2.1被检一般压力表轻敲示值变动量引起的不确定度分量1.2u的评定一般压力表轻敲示值变动量是允许误差的1/2，误差分布遵从均匀分布，取包含因子K=3，所以()1.2111.6%23u´==0.0046MPa其估算值可靠性约25%，故自由度()21.2125%2n-=?84.2.2被检一般压力表示值估读引起的不确定度分量1.3u的评定实际测量时，一般压力表的估读数为最小分度值的1/5，最小分度值为0.02MPa，其估读为：0.004MPa，误差分布遵从均匀分布，取包含因子K=3，所以1.30.0043u==0.0023MPa其估算值可靠性约25%，故自由度()21.3125%2n-=?84.2.3环境温度引起的不确定度分量1.4u的评定依据检定规程，一般压力表的检定温度为（20±5）℃，温度影响所产生的最大误差为Kt（t-20）P，这里温度系数Kt=0.0004/℃，P=1.6MPa，Δt=2，误差分布遵从均匀分布，取包含因子K=3，所以1.40.000421.63u创==0.0007MPa其估算值可靠，故自由度1.4n4.2.4数据修约引起的不确定度分量1.5u的评定检定结果修约至被检一般压力表估读值（即分度值的1/5），其修约误差为估读值的1/2，误差分布遵从均匀分布，取包含因子K=3，所以1.5110.02253u创==0.0012MPa其修约间隔可靠，故自由度1.5n4.2.5标准不确定度分量2u项的评定精密压力表示值的最大允许误差为：±（0.25%×1.6）=±0.004MPa，误差分布遵从正态分布，取包含因子k=2.58，所以20.0042.58u==0.0016MPa其估算可靠，故自由度1.5n5.合成标准不确定度的评定5.1不确定度分量一览表不确定度的来源类型标准不确定度自由度示值测量重复性引起的不确定度1.1uA类0.00199轻敲示值变动量引起的不确定度1.2uB类0.00468示值估读引起的不确定度1.3uB类0.00238环境温度引起的不确定度1.4uB类0.0007¥数据修约引起的不确定度分量1.5uB类0.0012¥精密压力表的准确度引起的不确定度2uB类0.0016¥5.2合成标准不确定度的评定因被测一般压力表所引入的各不确定度分量iu彼此独立，互不相关，由合成标准不确定度公式：()()221ncciuyuy==å，所以2222221.11.21.31.41.52cuuuuuuu=+++++2222220.00190.00460.00230.00070.00120.0016=+++++=0.0058MPa44444441.11.21.31.41.521.11.21.31.41.52ccuvuuuuuu=196.扩展不确定度的评定6.1cu的有效自由度effceff=19以eff=19，置信概率P=0.95，查t分布表得：K=2.096.2扩展不确定度的U的计算U=K·UC=2.09×0.0058=0.0121MPa7.测量不确定度报告1.6级弹性元件式一般压力表示值误差测量结果扩展不确定度为：U=0.0121MPa，eff=19P=0.95