一般压力表量值比对能力验证

王翠珏

[摘 要]采用两个或两个以上实验室间量值比对的方法开展能力验证。将主导实验室提供的传递标准逐一传递到各实验室进行计量测量，通多对传递标准测量不确定度的评定，获得传递标准的合成不确定度和扩展不确定度，确定该实验室的测量结果是否在规定的范围内，从而判断该实验室量值传递的准确性。

[关键词]压力表；比对；测量不确定度；能力验证

中图分类号：TH823.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）20-0138-02

能力验证是利用实验室间比对确定实验室的校准/测量能力或检查机构的校验能力，任何用于监视实验室能力的实验室比对和测量审核的活动称为能力验证活动。能力验证活动包括能力验证计划、实验室间比对和测量审核。能力验证计划是为保证实验室在特定检测、测量或校准领域的能力而设计和运作的实验室间比对。

在本文中，将依据JJG 52-2013《弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表》检定规程以及JJF 1117-2010《计量比对》国家计量技术规范，通过对一般压力表的测量结果进行不确定度评定，采取参比实验室间测量结果与其不确定度的一致性用归一化偏差进行评价，获得比对结果是否满意的评价。

1 能力验证方案

采用实验室间量值比对的方法开展能力验证。将主导实验室提供的传递标准（被测对象）逐一传递到各实验室进行计量测量，通过对每个检定点（零点除外）进行测量不确定度的评定，获得其合成标准不确定度及扩展测量不确定度，将参比实验室各测量结果与主导实验室所确定的量值进行比较，采取测量结果与其不确定度的一致性用归一化偏差进行评价的方法，获得比对结果能力验证是否满意的评价。

传递标准由上一级主导实验室提供，传递标准稳定可靠，根据比对所选择的传递标准的特性确定比对路线，传递过程中保持其稳定性，本文采取环式传递方法。

2 传递标准与参比实验室计量标准器参数

2.1传递标准参数（表1）

2.2 参比实验室标准器参数（表2）

3 测量方法和测量过程

3.1 测量方法

依据JJG 52-2013《弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表》国家计量检定规程。

3.2 测量环境

温度：（20±5）℃；湿度不大于85%

3.3 测量过程

将传递标准置于实验室检定环境条件下2h以上，再传递标准安装到数字压力计标准装置接口上并检查接口的密封性，传压介质为气体，试验中选取名义压力为0MPa、0.05MPa、0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa共5个测量点。按照正反行程逐点升压和降压进行一个循环的测量，读取轻敲后的示值。在0.2MPa压力下进行3分钟耐压试验。共进行3个循环的测量，每个测量点共进行6次测量。

4 测量数学模型

试中：-------被测压力表在被测点上得示值

-------标准器示值

-------其它影响量

5 各输入量的标准不确定度分量的评定

对传递标准器在测量点0MPa、0.05MPa、0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa分别进行3次正反行程共6次测量，结果如表3

各测量点6次测量的算数平均值如表4

5.1 被测压力表的测量重复性引入的标准不确定度分量

输入量的标准不确定度的来源主要是被测压力表的测量重复性和估读误差引入的不确定度分量，测量重复性和估读误差引入的不确定度分量可根据哪个分量大取哪个：

5.1.1 被测压力表的测量重复性引入的标准不确定度分量 （A类评定）

A类标准不确定度：===

对于检测点0.05MPa，===0.00005；其它点的测量，计算方法同上，计算结果见表5

5.1.2 估读误差引入的标准不确定度分量（B类评定）

传递标准分度值为0.002MPa，根据规程，按1/5进行估读，则估读分度值为0.002MPa×=0.0004MPa ，属均匀分布，按B类不确定度进行评定，取包含因子k=，则==0.00023MPa 。

通过比较，本文取估读误差引入的标准不确定度分量作为被测压力表的测量重复性引入的标准不确定度分量。

5.2 标准器的准确度引入的不确定度分量（B类评定）

数字压力计标准装置的准确度等级为0.05级，量程为（0～0.6）MPa，在区间内属均匀分布，取包含因子为，按照B类不确定度进行评定：区间半宽度MPa；根据均匀分布公式标准偏差公式；得

==0.00017MPa

5.3 由环境温度对本次测量的影响引入的不确定度分量（B类评定）

本次比对使用的传递标准为弹簧管式压力表，温度系数kt=0.0004/℃。温度影响所产生的最大误差可按下式计算：

对于检测点0.05MPa，其中温度系数=0.0004/℃，温度差=t -20 （℃），t为试验时的环境温度（取试验前后两次测量值的平均值），按均匀分布，按B类不确定度，取包含因子为=得

==0.00027MPa

6 合成标准不确定度的评定

式中：；

——检测点标称值；

灵敏度系数：=

=

=

对于检测点0.05MPa，=1；=-1；==-0.00002其它点的测量，计算方法同上，计算结果见表6

当各输入量不相关时，依据公式：

得传递标准各检定点的合成标准不确定度为：

对于检定点0.05MPa，其合成标准不确定度：

=0.00017MPa

其它检定点，计算方法同上，计算结果如表7

7 扩展不确定度的评定

取k=2，依据公式；以对于检定点0.05MPa，

MPa，

其它检定点，计算方法同上，计算结果见表8

8 结果评价方法

各参比实验室用前文同样的方法计算出结果，比对结果通常用比对判据值进行评价，值又称为归一化偏差，为各参比实验室比对结果与主导实验室参考值的差值与该差值的不确定度之比。

式中：——第j个实验室的第i个测量点上测量结果；

——比对实验室第i个测量點上的参考值；

k——包含因子，一般情况k=2；

——第i个测量点上的标准不确定度。

当，与相互无关或相关较弱时，

式中：——第j个实验室的第i个测量点上测量结果的标准不确定度；

——传递标准在第i个测量点上在比对传递环节引入的不确定度；

——第i个测量点上参考值的标准不确定度。

比对测量结果一致性判断原则：

参比实验室的测量结果与参考值之差与不确定度之比在合理的预期范围之内，比对结果可接受；参比实验室的测量结果与参考值之差与不确定度之比超出合理的预期，应分析原因。

9 结语

实验室间比对是能力验证活动的组成部分，是实现国际互认和考核实验室能力的有效手段，通过比对，能够考察各实验室测量量值的一致程度、考察实验室计量标准的可靠程度，检查各计量检定机构的检定准确度是否保持在规定的范围内。通过比对也能够参考各实验室计量检定人员技术水平和数据处理的能力，发现问题，积累经验。

参考文献

[1] JJF 1117-2010 计量比对.

[2] JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示.