文章通過對彈性元件式精密壓力表測量不確定度的計算和分析，結(jié)合測量儀表準(zhǔn)確度所對應(yīng)允許的確立，差采用建立數(shù)學(xué)模型的方法對其測量結(jié)果進(jìn)行了評定，并給出了相應(yīng)的評定結(jié)果計算方法，得到了合成不確定度。

在化工生產(chǎn)中，有許多對壓力參數(shù)的要求比較嚴(yán)格的工藝指標(biāo)，在這些關(guān)鍵測量部位往往會使用精密壓力表進(jìn)行壓力參數(shù)的測量。目前，國內(nèi)精密壓力表的準(zhǔn)確度范圍基本為0.1級、0.25級與0.4級，由于0.1級的精密壓力表多為在實(shí)驗室內(nèi)應(yīng)用，所以，在生產(chǎn)過程中控制與測量使用的精密壓力表的準(zhǔn)確度基本都是0.25級或0.4級的。

下面我們以一塊0.4級，（0~6)MPa精密壓力表為例并依據(jù)國家頒布現(xiàn)行的計量檢定規(guī)程及相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范作出以下計算。

1.計算中的測量條件

1.1測量標(biāo)準(zhǔn)儀器

標(biāo)準(zhǔn)儀器：0.05級活塞式壓力計；測量范圍：(0.1~6)MPa，允許誤差：土0.003MPa。

1.2被測儀表參數(shù)

被測儀表：0.4級精密壓力表，測量范圍：（0~6)MPa，允許誤差：土0.024MPa。

1.3檢測環(huán)境條件

實(shí)驗室溫度19.2T(規(guī)程要求：20土3),相對濕度:名60%RH(規(guī)程要求:名80%RH)。

1.4測量使用方法

依據(jù)JJG49-2013《彈性元件式精密壓力表和真空表檢定規(guī)程》的要求，對這塊精密壓力表的各主刻度線示值進(jìn)行逐點(diǎn)檢定。由0.05級活塞式壓力計產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)壓力值與精密壓力表指針?biāo)甘镜膲毫χ颠M(jìn)行比對，找出被檢精密壓力表的誤差。

1.5測量工作原理

在0.05級活塞式壓力計上加上檢定示值相對應(yīng)的專用砝碼，當(dāng)專用砝碼作用于活塞有效面積所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)壓力與造壓器發(fā)生的壓力相平衡時，活塞托盤旋轉(zhuǎn)的同時穩(wěn)定在一個標(biāo)定的高度界面上，這時產(chǎn)生的壓力值即為專用砝碼所對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)壓力值。被檢精密壓力表指示值與標(biāo)準(zhǔn)器產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)壓力值之間的差值，即為這塊精密壓力表在這一檢定值上的示值誤差。

2.數(shù)學(xué)模型

AP=Px-Pn

△P為被檢精密壓力表的示值誤差，單位為MPaPx為被檢精密壓力表的實(shí)際指示值，單位為MPaPn為0.05級活塞式壓力計上產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)壓力值，單位為MPa

3.計算中各不確定度來源

(1)重復(fù)測量引起的測量結(jié)果不確定度分量；(2)精密壓力表引起的測量結(jié)果不確定度分量；（3)環(huán)境溫度引起的測量結(jié)果不確定度分量；（4)分度值估讀引起的測量結(jié)果不確定度分量；（5)活塞式壓力計量傳時引起的測量結(jié)果不確定度分量；（6)因?qū)嶒炄藛T操作及視力偏差引起的測量結(jié)果不確定度分量等。

4.實(shí)驗中標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算

被檢精密壓力表引起的不確定度分量U,精密壓力表示值重復(fù)測量引起的不確定度分量Ux,。

4.1為了準(zhǔn)確的獲得重復(fù)性測量的不確定度，用0.05級活塞式壓力計作為標(biāo)準(zhǔn)儀器對被檢精密壓力表6MPa示值點(diǎn)進(jìn)行6~10次連續(xù)重復(fù)獨(dú)立的測量，本實(shí)驗根據(jù)JF1033-2008《計量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》附錄C中對重復(fù)性試驗的要求，在相同的測量條件下，我們這塊精密壓力表經(jīng)過了10次重復(fù)測量，得到以下測量數(shù)據(jù):6.005、6.01、6.015、6.01、6.01、6.005、6.01、6.005、6.01、.005MPa.

測量結(jié)果平均值即為:p=1/npx=6.0085(MPa)單次測量標(biāo)準(zhǔn)差：s=6.0026(MPa)

平均值標(biāo)準(zhǔn)差：3T?0.0008(MPa)重復(fù)測量的平均值標(biāo)準(zhǔn)差即為重復(fù)測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：Uri=0.0008(MPa)，自由度Vd=n-1=9

4.2被檢壓力表估讀引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量(B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度），根據(jù)現(xiàn)行的JJG49-2013《彈性元件式精密壓力表和真空表檢定規(guī)程》中第7.3.3“示值誤差檢定”的要求，在精密壓力表分度值的估讀時，要估讀求誤差應(yīng)為分度值的1/10，這塊準(zhǔn)確度0.4級，測量范圍(0~6)MPa精密壓力表分度值是：0.05MPa/格，所以，它的估讀誤差應(yīng)為±0.005MPa，此誤差分布服從均勻分布，則包含因子k=0；ux2=0.005-x/3=0.0029(MPa)估計其不可信度為10%則自由度為1/〔2x(10%)2〕=50。

4.3根據(jù)JJG49-2013《彈性元件式精密壓力表和真空表檢定規(guī)程》對于檢定環(huán)境的要求。0.4級精密壓力表的檢定環(huán)境溫度為(20±3)C，而做本次實(shí)驗時的實(shí)驗室溫度為19.2C，所以，因環(huán)境溫度變化引起的測量結(jié)果不確定度可以忽略不計。

4.4做為標(biāo)準(zhǔn)儀器的活塞式壓力計，在工作時產(chǎn)生的不確定度及人為操作與視力偏差產(chǎn)生的不確定度可以略去不計，如果確實(shí)存且比較穩(wěn)定，在可作為一個不確定度分量來處理；

以上各不確定分量，ud,等之間彼此獨(dú)立，互不相關(guān)，為方便計算本文中只選用，,兩個比較分明顯的分量，經(jīng)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定公式計算如下，合成不確定度為：

u(px)=Ju2xl+u2x2=心0.00082+0.00292噸003(MPa)

5.0.05級活塞式壓力計引起的標(biāo)準(zhǔn)不準(zhǔn)確度u2的計算

根據(jù)JJG59-2007《活塞式壓力計檢定規(guī)程》[3]的要求，0.05級活塞式壓力計檢定6MPa點(diǎn)時的允許誤差應(yīng)為：

a=±0.05%>x6=±0.003MPa

取a的半寬為0.003MPa，誤差服從均勻分布，則包含因子k=$。仏=0.003/S=0.0017(MPa)，

估計其不可信度為10%，故自由度V2=1/〔2x(10%)2〕=50

6.合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度Uc的計算：uc=」u2,+u22一0.002(MPa)

7.擴(kuò)展不確定度的計算

取置信概率p=95%，按有效自由度Vrff=108，查t分布表得丄5=1.984

經(jīng)計算擴(kuò)展不確定度為：U95=k?xuc=1.984x0.002=0.004(MPa)

8.測量結(jié)果不確定度

使用0.05級活塞式壓力計做為標(biāo)準(zhǔn)儀器，檢定0.4級，測量范圍為(0~6)MPa的精密壓力表，在檢定6MPa點(diǎn)示值時，其測量結(jié)果為6.004(MPa)，測量結(jié)果擴(kuò)展不確定度為:U95=0.004MPa，Veff=108。

綜上所述，使用準(zhǔn)確度0.4級，測量范圍為(0?6)MPa的精密壓力表的允許誤差應(yīng)為：±0.024MPa，我們經(jīng)過對這塊精密壓力表測量不確定度的計算，在6MPa示值點(diǎn)的測量不確定度僅為：U%=0.004MPa(k=2)。

總之，在長期工作實(shí)踐中，我們通過對精密壓力表測量不確定度的計算，即可準(zhǔn)確的掌握使用中精密壓力表的測量不確定度，如果我們能正確選擇測量不確定度較理想的精密壓力表對于壓力的工藝指標(biāo)進(jìn)行測量，它所測得的示值誤差肯定會提大大小于本塊精密壓力表準(zhǔn)確度所對應(yīng)的示值誤差，也就是說通過測量不確定度計算，使該精密壓力表處于優(yōu)選使用狀態(tài)，達(dá)到合理選用不同精度的精密壓力的目的。