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时间:2020-04-02

1 概述

1.1 测量对象

以测量0~400 kPa精密压力表为例,型号及编号为Y-150/HC65510688150,准确度等级为0.4级。

1.2 测量标准

测量范围为0~400 kPa,编号为00518060014的压力模块。按华北国家计量测试中心检定证书给出的检定结论:根据检定结果,准予该计量器具作为0.05级仪表使用。

1.3 测量依据

JJG 49—2013《弹性元件式精密压力表和真空表》。

1.4 测量条件

(1)环境温度:(20±2) ℃。

(2)环境湿度:不大于85%RH。

(3)在实验室环境下放置2h后进行测量。

1.5 测量方法

精密压力表的测量是根据静力学平衡原理,应用比较法,将标准表与被检表置于同一检定装置中,通过升压与降压两个循环逐点读取被检表的示值。标准数字压力计与被测精密压力表示值比较,求出示值误差。

2 测量模型

δ=P-PP

式中:P为被测仪表在被测点上的示值;P为加在标准器的标准压力值;ΔP为高度差引入的示值误差。

3 不确定度分量

(1)标准数字压力计传递误差引入的不确定度u1

(2)示值重复性测量引入的不确定度u2

(3)温度引入的不确定度u3

(4)被测精密压力表读数分辨力引入的不确定度u4

(5)高度差引入的不确定度u5

(示值重复性测量引入的不确定度u2与被测表读数分辨力引入的不确定度u4,两个中取其中一个较大者)。

4 标准不确定度的评定方法

现以320kPa处做举例分析。

4.1 数字压力计标准装置传递误差引入的不确定度u1

选用的数字压力计标准表精度等级为0.05级,量程为0~400 kPa,在区间内分布均匀,包含因子为3,可按B类不确定度评定:

a1=(0.05×400)/100=0.2(kPa)

u1=a1/3=0.12kPa

4.2 示值重复性测量引入的不确定度u2

在320 kPa处重复性测量条件下测量10次,测量数据pi分别为:319.4、319.4、319.4、319.4、319.4、319.6、319.6、319.6、319.6、319.6 kPa。

p¯=319.50kPa

按照贝塞尔公式求标准差:

s(p¯i)=s(pi)n=i=1n(pi-p¯i)2n-1n=0.033kΡa

4.3 温度引入的不确定度u3

对于精密压力表在工作温度范围内都做了温度补偿,一般为0~40 ℃,因此在实验室环境温度(20±2)℃下温度带来的影响可忽略不计。

4.4 被测精密压力表读数分辨力引入的不确定度u4

分度值为2 kPa,分辨力为1 kPa,半宽度为0.5 kPa,属均匀分布,包含因子为k=3,u4=0.53kΡa=0.29kΡa

4.5 高度差引入的不确定度u5

由于数字压力计下端面与被检表表盘中心之间的高度差引入的不确定度分量u5属均匀分布,包含因子为k=3,通过测量它们高度差Δh=7 mm,凯里市重力加速度g=9.7968 m/s2,因工作介质为25号变压器油,ρ=895 kg/m3,则u5=ρgΔh/3=895×9.7968×7/3=0.35(kΡa)

5 合成不确定度

5.1 不确定度分量一览表(表1)

表1 不确定度分量表 导出到EXCEL

 

 

不确定度分类 ui 不确定度来源 不确定度分布 灵敏系数ci 不确定度分量/kPa

B
u1 数字式压力计传递误差 正态 1 0.12

A
u2 示值重复性测量 正态 1 0.15

B
u3 温度 均匀 1 忽略不计

B
u4 被检表读数分辨力 均匀 1 0.29

B
u5 高度差 均匀 1 0.35
 

 

 

不确定度分量中被测表读数分辨力引入的不确定度为0.29 kPa大于示值重复性测量引入的不确定度0.15 kPa,于是只考虑被测表分辨力引入的不确定度0.29 kPa。

5.2 合成不确定度计算

上述各不确定度分量独立不相关,合成不确定度为

uc(p)=u12+u42+u52=0.47kPa

6 扩展不确定度

取扩展因子k=2

U=k×uc(p)=2×0.47 kPa=0.94 kPa

7 测量结果


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