随着科学技术的不断发展, 测试计量领域对测量精密度的要求逐渐提高, 质量体系认证、计量认证、校准等领域逐渐得到人们的关注, 在实际生活中被得到广泛应用。在本文的研究中, 将以JJF1059.1-2012《测量不确定度评定》为依据, 对准确度为0.4级, 量程为25MPa的精密压力表进行不确定度分析, 力求为测试计量行业的可持续发展提供借鉴与参考。

本文所研究的评定实验以JJF1059.1-2012《测量不确定度评定》为依据, 并且以JJG49-1999《弹簧管式精密压力表与真空表》为鉴定规程。测量的标准为二等活塞压力计, 测量范围在0—6MPa之间, 允许误差范围为±0.05%。

精密压力表:型号为Y150, 量程为0—2.5PMa, 准确度为0.4级。

根据JJG49—1999中的规定, 将精密压力表安装在活塞式压力计上, 并放置在工作位置。在测量过程中, 压力从零位开始, 平稳均匀的上升, 对标准压力值以及轻敲表壳后各检定点的示值进行记录。当示值与测量上限相同时, 不再继续增加压力, 耐压3min后按照原测量点平稳、均匀的降压, 并对标准压力值以及轻敲表壳后各检定点的示值进行记录。以升压、降压时的示值为依据, 对各检定点的示值进行计算。

在上述条件下所测得的结果通常可直接看作不确定度评定结果。

数学模型可表示为:

式中, P被代表的是被检定的示值;P标代表弹簧式压力机标准压力值, 单位为MPa;δ被表示的是被检定示值误差, 单位为MPa;其中, δ被中包括示值估读、环境温度、重复性误差、数据修约取舍、表指针与压力计活塞下端高度差等产生的误差。

根据规程中的规定, 环境温度在20±3℃之间, 弹簧管式压力表中温度弹性膨胀系数kt的数值为0.04%/℃;环境温度对误差的影响具有均匀性, 因此:

式中, u1代表的是环境温度对误差的影响, 估算值较为可靠, 自由度v1为无穷[2]。

对于大部分指针类仪表来说, 其估读应至分度的1/10, 由于检定员个人工作习惯存在差异, 在视线上可能会出现偏移, 导致估读可靠性受到影响。以1/10分度值为例, 误差呈均匀分布, 包含因子k数值为3, 被检表的分度值为0.5MPa, 因此:

式中, u2为个人习惯对检表估读的影响, 估计的可靠性为50%, 则自由度可表示为:

由于二等活塞压力计检定6MPa点的误差范围为:

选取a的半宽为0.003MPa, 误差均匀分布, 则包含因子k的数值为, 公式为:

式中, u3代表的是标准器准确度对数值的影响, 估计不可信度为10%, 则自由度为:

选取置信概率P的数值为95%, 按照有效自由度v为83进行查表, 则k95的数值为2.01, 扩展不确定度后U95的数值为0.0068MPa;由此可见, 0.4级测量的最大值为6MPa弹簧管式精密压力表, 在测量结果不确定度拓展后的数值为0.0068MPa, 自由度v为83。

本文重点介绍了0.4级弹簧管式精密压力表结果不确定度, 主要从测量条件、依据、环境、数学模式、灵敏度以及四个主要不确定度来源着手进行研究。经过分别计算后得出最终的不确定度报告, 即测量结果不确定度拓展后的数值为0.0068MPa, 自由度v为83。