本文主要根據(jù)JJF1059-1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》要求依據(jù)，通過對(duì)彈簧管式精密壓力表測(cè)量結(jié)果的不確定度進(jìn)行評(píng)定，為精密壓力測(cè)量表的校準(zhǔn)提供相關(guān)辦法。

1.測(cè)量依據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)、方法

JJG49-1999《彈簧管式精密壓力表和真空表檢定規(guī)程》。主要計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備有0.05級(jí)活塞式壓力計(jì)4臺(tái)，測(cè)量范圍(-0.卜60)MPa。

測(cè)量方法：用二等活塞式壓力計(jì)校準(zhǔn)精密壓力表，當(dāng)整個(gè)加壓系統(tǒng)平衡時(shí)，讀取被校精密壓力表的示值。精密壓力表指示的壓力值與活塞壓力計(jì)產(chǎn)生的壓力值之差即精密壓力表的示值誤差。根據(jù)流體靜力學(xué)原理，應(yīng)用直接比較法進(jìn)行。

1.1數(shù)學(xué)模型

精密壓力表的示值誤差表示為：

AP二Pm-Ps

式中：AP為示值誤差，MPaPm為精密壓力表示值，MPa；Ps為標(biāo)準(zhǔn)活塞壓力計(jì)示值，MPa。

不確定度傳播率

Uc2(AP)=c12u2(Pm)+C22u2(Ps)

式中，靈敏系數(shù)C1=8Ap/apm=1，c2=8Ap/aps=—1。

1.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

0.05級(jí)活塞式壓力計(jì)的準(zhǔn)確度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Pj，用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。由標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)的檢定證書得到，標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)準(zhǔn)確度等級(jí)為0.05級(jí)，檢定精密壓力表的最大允許誤差為±0.05%X(測(cè)量上限一測(cè)量下限)=a。按均勻分布計(jì)算，k=，則u(Pj=a/k=a/。以(0?6)MPa為例，u(Ps)=1.732X10-3MPa。

被校精密壓力表示值重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度U1(Pm)，用A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。以(0?6)MPa為例，為了獲得重復(fù)測(cè)量的不確定度，用二等活塞壓力計(jì)對(duì)精密壓力表在6MPa處進(jìn)行10次獨(dú)立測(cè)量。計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差Sf4.377X10一3MPa，故：U1(Pm)=4.377X10—3MPa。

被校精密壓力表估讀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度&(Pm)，用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。

規(guī)程規(guī)定讀數(shù)按分度值的1/10估讀，被校精密壓力表最小分度值為r，則讀數(shù)應(yīng)讀到r/10，a=r/10。按均勻分布計(jì)算，k=，u2(Pm)=a/k=r/(10)。對(duì)于（0?6)MPa的精密壓力表，最小分度值為0.05MPa，則u(Pm)=2.887X10一3MPa。

環(huán)境溫度變化引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度U3(Pm)，用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。

精密壓力表校準(zhǔn)環(huán)境溫度為(20±2)°C，該溫度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)器的影響己包含在標(biāo)準(zhǔn)器內(nèi)，因此不需再作分析，這里只考慮溫度對(duì)被校精密壓力表的影響。溫度影響所產(chǎn)生的最大誤差為kt2P，溫度系數(shù)kt=0.0004/C，P為測(cè)量值，即a=kt2P。按均勻分布計(jì)算，k=，u3(Pm)=a/k=kt2P/。對(duì)于(0?6)MPa的精密壓力表，u3(Pm)=2.771X10-3MPa。

1.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

1.3.1主要標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表(見表1)

1.3.2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算

以上各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量是互不相關(guān)的，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

uc(AP)=6.18X10-3MPa1.3.3擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算

因主要分量中Pm和P:可視為正態(tài)分布，因此P=95%時(shí)，可取包含因子k=2，則:U=kuc(AP)=1.3X10—2MPa。換算為相對(duì)量:10.22%。

1.4對(duì)使用活塞式壓力計(jì)校準(zhǔn)彈簧管式精密壓力表的測(cè)量不確定度評(píng)估

(1)根據(jù)JJG49—1999的規(guī)定，常規(guī)校準(zhǔn)應(yīng)對(duì)該彈簧管式精密壓力表在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)（不包括零值)不得少于8個(gè)點(diǎn)。對(duì)于(0?6)MPa、最小分度值為0.05MPa的彈簧管式精密壓力表需校準(zhǔn)0.5MPa、1.0MPa、1.5MPa、2.0MPa、2.5MPa、3.0MPa、3.5MPa、4.0MPa、4.5MPa、5.0MPa、5.5MPa、6.0MPa共12個(gè)點(diǎn)。其測(cè)量不確定度見表2。

0.05級(jí)活塞式壓力計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置的測(cè)量范圍為（一0.1?60)MPa，共有4臺(tái)活塞式壓力計(jì)，對(duì)該測(cè)量范圍內(nèi)所有彈簧管式精密壓力表的測(cè)量不確定度評(píng)估見表3。

2.彈簧管式精密壓力表表示方式(0?4)MPa、最小分度0.02MPa的彈簧管式精密壓力表是使用0.05級(jí)活塞式壓力計(jì)可校準(zhǔn)的最佳被校彈簧管式精密壓力表，因此該項(xiàng)目的CMC為:(0?4)MPa,U=5.7X10-3MPa。換算為相對(duì)量ArQ.15%。

3.結(jié)束語

本文通過對(duì)彈簧管式精密壓力表進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響的不確定度分量進(jìn)行分析，通過實(shí)際的測(cè)試數(shù)據(jù)及計(jì)算，最終給出測(cè)量結(jié)果，為彈簧管式精密壓力表在以后的不確定度評(píng)定中提供了方法。