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          气体减压器用压力表示值误差测量不确定度评定

          来源: 辽宁计量科学研究院,辽宁 沈阳 作者:王同宾,孙金晨 发布日期:2020-07-07 16:27:58

           【摘要】本文主要依据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》及JJF 1328-2011《带弹簧管压力表的气体减压器校准规范》对气体减压器用压力表示值误差测量结果不确定度进行评定,详细介绍了气体减压器用压力表示值误差测量结果不确定度评定方法,并给出了扩展不确定度。

           
          气体减压器用压力表一般为2.5级,本例中选用一块测量范围为25 MPa的氧气压力表作为被校压力表,根据JJF 1328-2011 带弹簧管压力表的气体减压器校准规范要求只校到 15MPa。标准器选用测量范围为 0~25 MPa 准确度等级为 0.05级的数字压力计,其评定过程如下。 
           
          1 建立测量模型
          1.1 测量模型
          Δ = P被 - P标 (1)
          式中:Δ——被校表示值误差; P被——校准点上被校表示值; P标——标准器示值。
           
           1.2 计算灵敏系数
           
          式(1)对各不确定度来源量求偏导得出各项的灵敏系数:
          20200707164016.jpg
           
          2 标准不确定度的评定
          2.1 标准器引入的标准不确定度
          由标准器引入的标准不确定度,属B类,标准器准确度等级为0.05级,服从均匀分布,故:
          20200707164016.jpg
           
          2.2 被校表引入的不确定度
          该项不确定度来源可从重复性及对压力表的估读所带来的误差中算得。 1)重复性引入的标准不确定度对被校表在5 MPa、10 MPa、15 MPa三个点上进行多次测量,测量数据如下。
           

          压力表示值误差重复测量数据

           
           
          任意选取 3 块同量程的压力表,各表分别在 5 MPa、10MPa、15 MPa点上,在重复性条件下连续测量10次,每个校准点得到3组测量列,每组测量列分别按上述方法得到单次试验标准差,结果如下表所示。
          压力表示值误差重复测量单次实验标准差汇总
          合成样本标准差sp为:
          QQ截图20200707164157.jpg
          重复性引入的标准不确定度结果如表4所示。
          压力表示值误差重复性引入的标准不确定度
          2)被校表读数误差引入的标准不确定度
          对一般压力表,要求估读至分度值的1/5。由于操作者的习惯及指针与刻度盘间有距离,视线可能产生偏角,估读不可靠性以1/10分度估计,该误差分布服从均匀分布。被校表分度值为1 MPa,所以:
          20200707164254.jpg
          由于u2>u3,u3引入的影响可以忽略不计,因此被校表引入的不确定度u被=u2 
           
          3 标准不确定度分量表
          压力表示值误差标准不确定度分量表
          4 合成标准不确定度uc的评定以上各分量独立不相关,由公式0200707164335.jpg成标准不确定度(见表6)。
          压力表示值误差合成标准不确定度
          5、扩展不确定度的确定
          取包含因子 k=2,则气体减压器用压力表示值误差在 
          5MPa、10 MPa、15 MPa三个点上的扩展不确定度为:
           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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