一般壓力表檢定注意事項及不確定度評定
文章從一般壓力表檢定工作出發(fā)，針對檢定過程中一些常被忽視的問題進行分析整理，并對壓力表檢定的不確定度評定做出說明。
在日常生產(chǎn)生活的各個部門中，凡是利用液體、氣 體、蒸汽作為傳遞介質(zhì)、動力、燃燒體等都要體現(xiàn)出壓力 的作用。這就需要有各種適合的壓力儀器儀表來指示出壓 力的有無、大小、變化等相關(guān)情況。以保證在日常生產(chǎn)生 活中受到正確控制及使用，使工作能正常開展。彈簧管式 一般壓力表是使用最為廣泛和頻繁的壓力儀表，它以可 靠、直觀、經(jīng)濟的特點在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事等各方面重要 場合得到充分使用。做好一般壓力表計量檢定工作將直接 或間接影響生產(chǎn)產(chǎn)品、工業(yè)生產(chǎn)過程控制、人身安全、以 及國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域的工作。本文從日常壓力表檢定方面 出發(fā)，結(jié)合自己經(jīng)驗分析在壓力表計量檢定中常被忽視的 問題以及對壓力表檢定不確定度評定。
一、一般壓力表檢定注意事項
(一）一般壓力表在實際使用過程中檢定溫度與工作溫 度之間偏差所產(chǎn)生的示值誤差的最大允許誤差的計算問題
該問題的產(chǎn)生會直接影響到在實際使用過程中對壓力 表的選擇。在這里列出具體計算方法，以直觀分析該問題 的解決方法。當一般壓力表工作溫度偏離(20±5) °C后，在 現(xiàn)有的工作溫度條件下產(chǎn)生示值誤差的最大允許誤差應參 照下列公式進行分析：A =kAt+ SAt=t2一ti的絕對值，式 中：A為壓力表在工作溫度下的最大允許誤差絕對值；At 為一般壓力表工作溫度與檢定溫度之差；11為檢定時溫度； t2為工作時的環(huán)境溫度；k為溫度系數(shù)(壓力表使用說明書提 供的溫度系數(shù))；S為該壓力表在檢定溫度下的最大允許誤 差絕對值。通過以上公式分析，溫度影響是直觀明顯的。 當工作溫度不同于檢定溫度時，產(chǎn)生的附加誤差必須與壓 力表在檢定溫度下的最大允許誤差疊加計算，致使該壓力 表準確度等級降低。唯一有效可行的改善方法就是改變工 作環(huán)境，以滿足一般壓力表使用要求。
(二）因檢定時安裝儀表位置所形成的液體高度差引起 的附加壓力問題
在日常檢定過程中，被檢壓力表和標準器在使用液體 工作介質(zhì)時，其受壓點應保持在同一水平面上，如不在同 一水平面上，必須注意到由液體液位高度差所產(chǎn)生的附加 壓力影響，以下列出兩種常用的附加壓力的處理方法。（1) 實驗時使用活塞壓力計的情況，附加壓力按下列公式進行 計算分析：AP=pgh式中：AP為由液位差引起的附加壓 力；P為工作介質(zhì)密度(所用液體的密度查表可得）；g為檢 定地點的重力加速度；h為壓力表指針軸平面和活塞下端面 兩者間的高度差。（2)實驗時使用檢定裝置的情況，附加壓 力按下列公式進行計算分析：AP=pgd式中：AP為由液位 差引起的附加壓力；P為工作介質(zhì)密度(所用液體的密度查 表可得)；g為檢定地點的重力加速度；d為檢定時兩塊壓力 表指針軸線間的距離。
二、一般壓力表檢定的不確定度評判
(一）概述
(1)測量依據(jù)：一般壓力表檢定規(guī)程(JG52—2013《彈
性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表檢定》）。（2) 測量標準：必須寫明所采用作為標準器的精密壓力表等 級、示值最大允許誤差。（3)被測對象：寫明被測對象的具 體信息。（4)環(huán)境條件：檢定時實驗室的溫濕度，等溫2h以 上。（5)測量方法：通過升壓和降壓一個循環(huán)，將被測壓力 表在各檢定點與標準表進行比較，逐點讀取被測壓力表示 值，被測壓力表示值與精密壓力表壓力值兩者差值為該壓 力表的示值誤差。
(二）測量模型
AE=P—m式中：AE為壓力表示值誤差；P為被測壓 力表示值；m為標準器產(chǎn)生的壓力值。2.3測量模型AE=P 一m式中：AE為壓力表示值誤差；P為被測壓力表示值； m為標準器產(chǎn)生的壓力值。
(三）各影響量的標準不確定度分量的評定
(1)影響量P的標準不確定度u(P)的評定主要影響因素 包含三個方面：①測量重復性U1(P)；②環(huán)境溫度變化 U2(P);③示值估讀不準u(p)。1.測量重復性引入的標準不 確定度U1(P)可以通過連續(xù)測量得到測量列，用A類方法進 行評定，本次評定中針對壓力表實際測量時示值誤差較大的 點作10次重復測量，所得數(shù)據(jù)列表表示，際測量情況為在 重復性測量條件下測量2次，以2次測量算術(shù)平均值為測量 結(jié)果，2.檢定溫度與標準溫度不同引入的標準不確定度 U2 (P)根據(jù)壓力表檢定規(guī)程中規(guī)定，檢定壓力表的環(huán)境溫度 為(20 土 5) C，檢定時實際溫度和規(guī)程中要求的標準溫度 20 C之間的差在土 At內(nèi)（被檢表溫度影響系數(shù)a取 0.0004)，溫度影響誤差概率分布遵從均勻分布，按B類評 定。
(四）測量不確定度報告
1.5級一般壓力表的示值誤差的擴展不確定度 U95=0.633%,由合成標準不確定度uc及基于有效自由度 veff=28、置信概率p=95%的t分布臨界值所得包含因子 t95(28)=2.05 而得。結(jié)語依據(jù) JJF1059.1 — 2012 和 JJF1059.2—2012的相關(guān)內(nèi)容，GUM和MCM是兩種對測量 不確定度的評定方法，雖然在兩者在評定方法和評定過程 上存在明顯差別，評定結(jié)果反應形式也有不同(GUM為擴 展不確定度形式，MCM為區(qū)間形式)，但兩者是在本質(zhì)上 一樣的，評定結(jié)果也是基本一致的。之所以會存在細微差 異，主要是由于評定者對測量系統(tǒng)的主觀認識（如輸入量分 布類型、數(shù)學相關(guān)性等)上的不同引起的。通過本案例對兩 者進行比較，可以得出以下結(jié)論：
(1)MCM相比較于GUM，利用程序語言代替了繁瑣的 計算，一定程度上簡化了評定流程并節(jié)省了評定時間。
(2)MCM可由輸出量的離散表示得出測量結(jié)果包含區(qū)間， 避免了 GUM中包含因子k近似。（3)GUM評定結(jié)果相比較 于MCM評定結(jié)果稍顯保守，這主要由于在評定過程中有些 不確定度分量被重復計入。（4)MCM相比GUM，更適合于 非線性復雜的或多維輸入量，單一輸出量的測量模型。綜 上所述，當測量模型為服從多種分布類型的多維輸入量， 單一輸出量時，MCM評定測量不確定度相比于GUM更加 準確和便捷。
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