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弹簧管式精密压力表测量结果不确定度评定

发布时间:2018-08-25 15:12:50 浏览:

本文主要根据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》要求依据,通过对弹簧管式精密压力表测量结果的不确定度 进行评定,为精密压力测量表的校准提供相关办法。

1.测量依据、标准、方法

JJG49-1999《弹簧管式精密压力表和真空表检定规程》。 主要计量标准设备有0. 05级活塞式压力计4台,测量范围 (-0.卜60)MPa

测量方法:用二等活塞式压力计校准精密压力表,当整 个加压系统平衡时,读取被校精密压力表的示值。精密压力 表指示的压力值与活塞压力计产生的压力值之差即精密压 力表的示值误差。根据流体静力学原理,应用直接比较法进 行。

1.1数学模型

精密压力表的示值误差表示为:

AP二Pm-Ps

式中:AP为示值误差,MPa; Pm为精密压力表示值, MPa Ps为标准活塞压力计示值,MPa

不确定度传播率

Uc2 (AP) =c12u2 (Pm) +C22u2 (Ps)

式中,灵敏系数 C1=8Ap/apm=1c2=8Ap/aps=—1。

1.2标准不确定度评定

0.05级活塞式压力计的准确度引入的标准不确定 u(Pj用B类标准不确定度评定。由标准活塞式压力计 的检定证书得到,标准活塞式压力计准确度等级为0. 05级, 检定精密压力表的最大允许误差为±0.05%X (测量上限一 测量下限)=a按均匀分布计算,k=则u(Pj=a/k=a/ (0〜6)MPa 为例,u(Ps)=1. 732X 10-3MPa

被校精密压力表示值重复性引入的标准不确定度 U1(Pm)用A类标准不确定度评定。以(0〜6)MPa为例,为了 获得重复测量的不确定度,用二等活塞压力计对精密压力表 6MPa处进行10次独立测量。计算标准偏差Sf4. 377X10 一3MPa故:U1(Pm)=4.377X 10—3MPa

被校精密压力表估读引入的标准不确定度&(Pm)用 B 类标准不确定度评定。

规程规定读数按分度值的1/10估读,被校精密压力表 最小分度值为r则读数应读到r/10a=r/10按均匀分布 计算,k=u2(Pm)=a/k=r/(10)。对于0〜6)MPa的精密压力 表,最小分度值为 0. 05MPa则 u(Pm) =2. 887X 10一3MPa

环境温度变化引入的标准不确定度U3(Pm),用B 标准不确定度评定。

精密压力表校准环境温度为(20 ± 2)°C该温度对标准 器的影响己包含在标准器内,因此不需再作分析,这里只考 虑温度对被校精密压力表的影响。温度影响所产生的最大误 差为kt2P温度系数kt=0. 0004/CP为测量值,即a=kt2P 按均匀分布计算,k=u3(Pm) =a/k=kt2P/对于(0〜6)MPa 精密压力表,u3(Pm)=2. 771 X10-3MPa

1.3合成标准不确定度

1.3.1主要标准不确定度汇总表(见表1)

1.3.2 合成标准不确定度计算

以上各项标准不确定度分量是互不相关的,所以合成标 准不确定度为:

uc(AP)=6. 18X10-3MPa 1.3.3扩展标准不确定度计算

因主要分量中Pm和P:可视为正态分布,因此P=95%时, 可取包含因子k=2则:U=kuc(AP)=1.3X10—2MPa换算为相 对量:1^0.22%

1.4对使用活塞式压力计校准弹簧管式精密压力表的 测量不确定度评估

(1)根据JJG49—1999的规定,常规校准应对该弹簧 管式精密压力表在整个测量范围内(不包括零值)不得少于8 个点。对于(0〜6)MPa最小分度值为0.05MPa的弹簧管式 精密压力表需校准 0. 5MPa1.0MPa1. 5MPa2. 0MPa2. 5MPa 3. 0MPa3. 5MPa4. 0MPa4. 5MPa5. 0MPa5. 5MPa6. 0MPa 共12个点。其测量不确定度见表2。

0.05级活塞式压力计标准装置的测量范围为(一 0.1〜60)MPa共有4台活塞式压力计,对该测量范围内所 有弹簧管式精密压力表的测量不确定度评估见表3。

2.弹簧管式精密压力表表示方式 (0〜4)MPa最小分度0.02MPa的弹簧管式精密压力表 是使用0. 05级活塞式压力计可校准的最佳被校弹簧管式精 密压力表,因此该项目的CMC为:(0〜4)MPa,U=5. 7X10-3MPa 换算为相对量Ar^Q. 15%

3.结束语

本文通过对弹簧管式精密压力表进行测量,并对测量结 果有影响的不确定度分量进行分析,通过实际的测试数据及 计算,最终给出测量结果,为弹簧管式精密压力表在以后的 不确定度评定中提供了方法。