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標題: 彈簧管式精密壓力表示值誤差測量結果的不確定度評定 [打印本頁]

作者: yyb 時間: 2007-6-6 09:39
標題: 彈簧管式精密壓力表示值誤差測量結果的不確定度評定
摘要：本文提出了對檢定0.4級(0.4~60)MPa彈簧管式精密壓力表示值誤差測量結果的不確定度評定方法。
關鍵詞：彈簧管式精密壓力表；示值誤差；不確定度；評定

1.概述
1.1測量方法：依據(jù)JJG49-1999《彈簧管式精密壓力表和真空表檢定規(guī)程》。
1.2環(huán)境條件
環(huán)境溫度：（20±3）℃  相對濕度：不大于85%  環(huán)境壓力：大氣壓。
精密壓力表應在上述條件下靜置2h方可進行檢定。
1.3測量標準
二等標準活塞式壓力計在上述環(huán)境條件下復現(xiàn)的壓力值的相對極限誤差為：    △rel=±0.05%
1.4測量過程
在規(guī)定的環(huán)境條件下，將精密壓力表安裝在二等活塞式壓力計的檢定位置上，平衡地升壓或降壓，對各檢定點進行示值檢定，對每一檢定點，在升壓（或降壓）檢定時，輕敲表殼前、后的示值與二等活塞式壓力計復現(xiàn)的壓力值之差即為精密表在該檢定點的示值誤差。
1.5評定結果的使用
在符合上述條件且測量上限為(0.4~60)MPa的0.4級彈簧管式精密壓力表，可使用本測量不確定度的評定結果。
2.數(shù)學模型：△P=P-PB
式中：△P—精密表的示值誤差（MPa）；
  P—精密表升壓（或降壓）檢定時，輕敲表殼前、后的示值（MPa）；
PB—二等活塞式壓力計復現(xiàn)的壓力值（MPa）。
3.輸入量的標準不確定度評定
3.1輸入量P的標準不確定度u(P)的評定
輸入量P的不確定度主要來源于精密表的輕敲位移和讀數(shù)分辨力,下面分別加以評定。
3.1.1輕敲位移引入的標準不確定度u1(P)
按照JJG49-1999規(guī)程的規(guī)定，對每一檢定點，在升壓（或降壓）和降壓（或升壓）檢定時，輕敲表殼后引起的指針示值變動量，應不大于允許誤差絕對值的1/2。這符合現(xiàn)行國際標準ISO5725-1994《測量方法與測量結果的準確度》給出的重復性限r(nóng)的定義：在重復性條件下，兩次測量結果之差，以95%的置信概率，不致超過的值。因此對于測量上限為(0.4~60)MPa的0.4級彈簧管式精密壓力表，有：
r =(1/2)mpev=(1/2)×0.4%pmax=0.002pmax
上式中：mpev—最大允許誤差的絕對值；
      pmax—特征值，測量上限與測量下限之差。
于是有：u1(P)=r/(2 )=0.002pmax /(2 )=0.00071 pmax
3.1.2讀數(shù)分辨力δx引入的標準不確定度u2(P)
按照JJG49-1999規(guī)程規(guī)定，檢定時精密表的示值按分度值的1/10估讀。分辯力按《JJF1001-1999》定義為：顯示裝置能有效辯別的最小示值差。今將0.4級測量上限為(0.4~60)MPa的精密表的最小分度值d和讀數(shù)分辯力δx列于下表。
測量上限(MPa) 0.4 0.6 1.0 1.6 2.5 4
d(MPa/格) 0.002 0.005 0.005 0.01 0.02 0.02
δx (MPa) 0.0005pmax 0.00083pmax 0.0005pmax 0.000625pmax 0.0008pmax 0.005pmax
測量上限(MPa) 6 10 16 25 40 60
d(MPa/格) 0.05 0.05 0.1 0.2 0.2 0.5
δx (MPa) 0.00083pmax 0.0005pmax 0.000625pmax 0.0008pmax 0.0005pmax 0.00083pmax

從上表可看出，δx≤0.00083pmax，于是有：
u2(P)=0.5δx/ =0.29δx=0.29×0.00083 pmax =0.00024 pmax
輸入量P的標準不確定度為：
u(P)= pmax =0.00075 pmax
3.2輸入量PB的標準不確定度u(PB)的評定
測量上限為(0.4~60)MPa的二等活塞式壓力計在上述環(huán)境條件下，對精密表指針軸與活塞下端面不在同一水平面上產(chǎn)生的液柱高度差已經(jīng)進行了修正，則其復現(xiàn)的壓力值的相對極限誤差為：
△rel=±0.05%
相對于0.4級測量上限為(0.4~60)MPa的精密表的各檢定點，二等活塞壓力計復現(xiàn)的壓力值的極限誤差為：
mpe=±0.05%PB=±0.0005PB均不超過±0.0005pmax（因為對于每個被檢表的各檢定點的PB均不超過其測量上限pmax），視為均勻分布，則有
u(PB)= 0.0005pmax / = 0.00029pmax
4.合成標準不確定度的評定
4.1單次測量的合成標準不確定度的評定
數(shù)學模型  △P=P-PB
靈敏系數(shù)  c1=1  c2=-1
單次測量的合成標準不確定度：
uc(△P)= pmax =0.00080 pmax
4.2若以升，降壓輕敲后讀數(shù)的算術平均值與活塞壓力計復現(xiàn)的壓力值之差△P′作為檢定結果，則其數(shù)學模型為：
△P′= -PB
pmax / =0.00053 pmax
則其合成標準不確定度為
uc(△P′)=[u2( )+u2(PB)]1/2= pmax=0.00060pmax
5.擴展不確定度U(△P)及U(△P′)的評定
0.4級測量上限為(0.4~60)MPa的彈簧管式精密壓力表各檢定點升壓過程輕敲前后，降壓過程輕敲前后單次測量的示值誤差△P的擴展不確定度為：
U(△P)=kuc(△P)=2×0.00080 pmax =0.0016 pmax k=2
若以升、降壓輕敲后讀數(shù)的算術平均值與活塞壓力計復現(xiàn)的壓力值之差△P′作為檢定結果，則其擴展不確定度為：
U(△P′)=kuc(△P′)=2×0.00060 pmax =0.0012 pmax k=2
6.測量不確定度報告
0.4級測量上限為(0.4~60)MPa的彈簧管式精密壓力表各檢定點升壓過程輕敲前后，降壓過程輕敲前后單次測量的示值誤差△P的擴展不確定度為：
U(△P)= 0.0016 pmax
若以升、降壓過程輕敲后讀數(shù)的算術平均值與活塞壓力計復現(xiàn)的壓力值之差△P′作為檢定結果，則其擴展不確定度為：
U(△P′)= 0.0012 pmax
所給出的擴展不確定度是由各自的合成標準不確定度乘以包含因子k=2得到的。

作者: pearllfy 時間: 2007-7-1 20:04
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作者: dwh_zhou 時間: 2007-7-13 16:22
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作者: wangzhe414 時間: 2007-8-30 13:19
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作者: 一凡 時間: 2007-9-1 17:45
4樓所的很對，高度差在小量程時要考慮，否則帶來的誤差較大。

作者: lanxinju 時間: 2007-11-13 16:45
我也認為應當算入溫度的影響和高度差影響的分量。
我的不確定來源分析：示值重復性、環(huán)境溫度影響、變動量影響、高度差影響、估讀誤差、修約取舍、標準不確定度
大家也幫我看看。

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