一等标准补偿式微压计测量不确定度的评定

一等标准补偿式微压计测量不确定度的评定
【摘要】简要分析了产生测量不确定度的原因， 对标准补偿式微压计进行了测量不确定度的评定。 为适应我国新颁布的计量标准考核规范 JJF1033—2001新规程的实施，现对内蒙古电力科学 研究院热工所新建的一等标准补偿式微压计的不确 度进行分析与评定。

1 不确定度的来源 (1)被测量的定义不完整；(2)测量仪器的计量 性能存在局限性；(3)引用的数据或其它参量存在不 确定性；(4)测量方法和测量过程引入了近似值和假 设；(5)在相同条件下被测量在重复观测中的变化；(6) 螺杆齿距间隙误差；(7)小容器液面与读数尖头虚影 的接近度；(8)密度的变化引起的修正量不准确；(9) 重力加速度的影响；(10)读数估计引起的误差；(11) 大气压力的测量误差。

2 不确定度的分析与评定 产生不确定度的原因很多，现针对影响较大的 几点进行评定与分析。评定方法按估计所用的不同 方法可以分为A、B两类。A类为对观测列进行统计 分析的方法；B类为用不同于对观测列进行统计分 析的方法。

2．1 概述 2．1．1 测量依据：JJG158—94《标准补偿式微压计检 定规程》。 2．1．2 测量标准：一2．5-2．5 kPa一等标准补偿式微压 计，压力值的最大允许示值误差为±0．5 Pa。 2．1．3 被测X~ ：-25．-．25 kPa一等标准补偿式微压计。 2．1．4 环境条件：温度为(20±3)℃ ，在检定温度下 放置2 h以上，温度波动不超过±0．5℃，相对湿度≤ 85％ 。 2．1．5 测量程序：仪器充入蒸馏水后，在规定的环境 条件下放置2 h以上，以空气为传压介质，根据补 偿原理，用直接比较法测量。用三通导压管分别连接 一等补偿式微压计、被测补偿式微压计及造压器，当 系统达到静平衡时，根据标准、被测微压计垂直标尺 和旋转标尺的读数及温度计读数，计算出被测补偿 式微压计压力值的误差，得出测量结果。

2．2 数学模型 Ap=pg(H—H 。 式中 p一被测补偿微压计与标准补偿式微压计压 力值的误差； p_-检定温度下纯水的密度； g一使用地点的重力加速度； 日一被测补偿式微压计水柱高度示值； _标准补偿式微压计水柱高度示值。 2-3 输入量的标准不确定度评定 2．3．1 p的标准不确定度u(p)的评定 在规定的环境条件下，标准大气压下纯水密度 的变化，当温度波动为如．5℃时，最大误差口为-4- 1．3x10一g／cm ，属正态分布，取包含因子后=、／丁，则 标准不确定度为： (P)= ： _7．5×10 kg／m3。 ／I, V j 2．3．2 输入量日的标准不确定度 (日)的评定 输入量日的不确定度主要来源于被测标准补 偿式微压计水柱高度示值的不确定度，采用A类方 法进行评定。被检对象为一等补偿式微压计，量程范 围0-2 500 Pa， 出厂编号8723，检定证书号RG PV2001--05 19。通过连续测量得到以下数据(见表1)。 在重复性条件下各连续测量三点，得到三个单 次试验标准差，则合并标准不确定度为： 表1 重复性测量值 (日)=、／(0．005082+0．00173 -0．001722)／3 =3．25xl0-5 m。 2．3．3 输入量凰的标准不确定度 (凰)的评定 输入量凰的不确定度主要来源于一等标准补 偿式微压计水柱高度示值的不确定度，可根据最大 允许示值误差来评定，采用B类方法。 该一等标准补偿式微压计压力值的最大允许误 差为：tO．5 Pa，即水柱高度示值的最大允许误差为-t- O．05 mm，属均匀分布，取包含因子k=、／3，则标准 不确定度 (凰)为 (Hs)=0．05／X／3=2．88x10-5 m。

3 合成标准不确定度的评定 3．1 数学模型 Ap=pg(／／-Hs)。 灵敏系数： cl=g(H )=9．798 6x0．1x10-3=9．798 6x10-4 m2／s2， c2=僻—0．997 54xl(Px9．798 6=-9．774xl(P kg／m2s (23℃)， c3=一 ；：一0．99754x1(P x9．7986=-9．774xl(P kg／m2s2o

3．2 标准不确定度汇总表(见表2) 表2 标准不确定度汇总 度籍分量 定度 J 数岛 系传播.系、数一 ’ tAJm成,(,o至· 确c／l定,a度 l‘(p) 7．5x10-2kg,／m3 、／ 9．798 6x104mz／82 7．35x104 3．25x10"sm 、／ 9．774x103 kg／(m 3．18x10-2 l‘(胁) 2．88x10-sm 、／ -9．774x103kg／(m~d) 2．81x10"： 3．3 合成标准不确定度的计算 Uo=x／(7．35xl )2+(3．18x10 )z+(2．81x10- )2 - -- 0．28 Pa。

3．4 扩展不确定度的评定 取置信因子k=2，U=kUo=2xO．28=o．56 Pa。