弹性元件式一般压力表示值误差的测量不确定度评定

段绍敏

（铜仁市质量技术监督检测所，贵州 铜仁554300）

1 概述

①按照JJG 52—2013 要求，环境条件为：温度为20℃±5℃，湿度为≤85%。

②标准器为精密压力表，0.4 级，型号为Y-150，测量范围为（0～1.6）MPa，满足规程中“标准器最大允许误差绝对值应不大于被检压力表最大允许误差绝对值的1/4”要求。

③被测对象：弹性元件式一般压力表的型号为Y-100，测量范围为（0～1.6）MPa，用标准器为弹性元件式一般压力表加压至1.6MPa，名义压力值为0、0.4、0.8、1.2 和1.6MPa[1]。

2 数学模型

δ=P被-P标+△P

式中：P被——被测仪表在被测点上的示值；

P标——加在标准器的标准压力值；

△P——高度差引起的示值误差。

3 不确定度分量评定

u1——被测一般压力表因重复测量引起的不确定度分量；

u2——被测一般压力表因分辨率引起的不确定度分量；

u3——被测一般压力表因环境温度引起的不确定度分量；

u4——标准器准确度等级引起的不确定度分量；

u5——标准器读数误差引入的不确定度分量；

u6——高度差引起的不确定度分量。

4 各不确定度分量的逐项计算

4.1 被测一般压力表因重复测量引起的不确定度分量

因重复测量引起的不确定度分量为正态分布，属于A 类评定。被检表名义压力为0MPa、0.4MPa、0.8MPa、1.2MPa 和1.6MPa 共计5 个点，进行正反行程五个循环的检定，数据如表1 所示。

表1 检定数据表

共重复升、降压5 次正反行程，计n=10。

则名义压力为0MPa、0.4MPa、0.8MPa、1.2MPa 和1.6MPa时，5 个点的u1汇总数据如表2 所示。

表2 u1 汇总数据表

在0.4MPa 该点最具代表性，故u1=0.0021MPa。

4.2 被测一般压力表因分辨率引起的不确定度分量

该不确定度分量为均匀分布，用B 类方法评定。该一般压力表的最小分度值为0.02MPa，则区间半宽度为a=0.02/2，查表得到，因此，由分辨力导致的不确定度u2为：

4.3 被测一般压力表因环境温度引起的不确定度分量

该不确定度分量为均匀分布，用B 类方法评定。由于温度对一般压力表的检定有影响，压力表的检定温度为20℃±5℃，温度影响产生的最大误差为kt·5·p被，其中kt为温度系数，kt=0.0004MPa/℃，p被=0.4MPa，包含因子，则：

4.4 标准器准确度等级引起的不确定度分量

该不确定度分量为均匀分布，用B 类方法评定。由精密压力表本身的误差引起准确度等级为0.4%，故：a=0.4%×1.6=0.0064MPa

4.5 标准器读数误差引起的不确定度分量

u5的来源主要是精密压力表分度值引入的读数误差[2]。该不确定度分量为均匀分布，用B 类方法评定。精密压力表最小分度值为0.01MPa，读数按最小分度值的1/10 估读，则半区间为0.01/10=0.001MPa，则：

4.6 被测一般压力表指针中心与精密压力表下端高度差引起的不确定度分量

由于标准表与被检表型号不一致，被检表指针中心与精密压力表工作时下端存在一定的高度差，该不确定度分量为均匀分布，用B 类方法评定。本实验中实测存在的高度差h=3.6cm，则：

5 标准不确定度分量一览表

表3 输入量的标准不确定度各分量汇总表

6 合成标准不确定度

一般压力表示值误差合成标准不确定度uc为：

7 扩展不确定度

取k=2，则扩展不确定度U 为：