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          氣體減壓器用壓力表示值誤差測量不確定度評定

          來源: 遼寧計量科學研究院,遼寧 沈陽 作者:王同賓,孫金晨 發布日期:2020-07-07 16:27:58

           【摘要】本文主要依據JJF 1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》及JJF 1328-2011《帶彈簧管壓力表的氣體減壓器校準規范》對氣體減壓器用壓力表示值誤差測量結果不確定度進行評定,詳細介紹了氣體減壓器用壓力表示值誤差測量結果不確定度評定方法,并給出了擴展不確定度。

           
          氣體減壓器用壓力表一般為2.5級,本例中選用一塊測量范圍為25 MPa的氧氣壓力表作為被校壓力表,根據JJF 1328-2011 帶彈簧管壓力表的氣體減壓器校準規范要求只校到 15MPa。標準器選用測量范圍為 0~25 MPa 準確度等級為 0.05級的數字壓力計,其評定過程如下。 
           
          1 建立測量模型
          1.1 測量模型
          Δ = P被 - P標 (1)
          式中:Δ——被校表示值誤差; P被——校準點上被校表示值; P標——標準器示值。
           
           1.2 計算靈敏系數
           
          式(1)對各不確定度來源量求偏導得出各項的靈敏系數:
          20200707164016.jpg
           
          2 標準不確定度的評定
          2.1 標準器引入的標準不確定度
          由標準器引入的標準不確定度,屬B類,標準器準確度等級為0.05級,服從均勻分布,故:
          20200707164016.jpg
           
          2.2 被校表引入的不確定度
          該項不確定度來源可從重復性及對壓力表的估讀所帶來的誤差中算得。 1)重復性引入的標準不確定度對被校表在5 MPa、10 MPa、15 MPa三個點上進行多次測量,測量數據如下。
           

          壓力表示值誤差重復測量數據

           
           
          任意選取 3 塊同量程的壓力表,各表分別在 5 MPa、10MPa、15 MPa點上,在重復性條件下連續測量10次,每個校準點得到3組測量列,每組測量列分別按上述方法得到單次試驗標準差,結果如下表所示。
          壓力表示值誤差重復測量單次實驗標準差匯總
          合成樣本標準差sp為:
          QQ截圖20200707164157.jpg
          重復性引入的標準不確定度結果如表4所示。
          壓力表示值誤差重復性引入的標準不確定度
          2)被校表讀數誤差引入的標準不確定度
          對一般壓力表,要求估讀至分度值的1/5。由于操作者的習慣及指針與刻度盤間有距離,視線可能產生偏角,估讀不可靠性以1/10分度估計,該誤差分布服從均勻分布。被校表分度值為1 MPa,所以:
          20200707164254.jpg
          由于u2>u3,u3引入的影響可以忽略不計,因此被校表引入的不確定度u被=u2 
           
          3 標準不確定度分量表
          壓力表示值誤差標準不確定度分量表
          4 合成標準不確定度uc的評定以上各分量獨立不相關,由公式0200707164335.jpg成標準不確定度(見表6)。
          壓力表示值誤差合成標準不確定度
          5、擴展不確定度的確定
          取包含因子 k=2,則氣體減壓器用壓力表示值誤差在 
          5MPa、10 MPa、15 MPa三個點上的擴展不確定度為:
           5 MPa:U = k × uc = 0.2 MPa;
          10 MPa:U = k × uc = 0.2 MPa;
          15 MPa:U = k × uc = 0.3 MPa。

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