王崢

【摘 要】本文主要依據(jù)的檢定規(guī)程為JJG52-2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表及真空表》，以及技術(shù)規(guī)范JJF1059-1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》。氧壓表是壓力表的一種，是專(zhuān)門(mén)用來(lái)測(cè)量氧氣壓力的儀表，被廣泛使用在社會(huì)各個(gè)方面的生產(chǎn)、生活中，其檢測(cè)方法完全參照壓力表的檢定規(guī)程。本文作者使用數(shù)學(xué)模型法，針對(duì)氧壓表誤差的不確定度做了評(píng)定。

【關(guān)鍵詞】氧壓表 不確定度評(píng)定 計(jì)量檢測(cè)

壓力表作為一種計(jì)量?jī)x表，被廣泛的使用在企事業(yè)單位各方面生產(chǎn)過(guò)程中。我國(guó)《計(jì)量法》把使用在安全防護(hù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、質(zhì)量控制、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域的壓力表列入強(qiáng)制檢測(cè)的計(jì)量器具名錄，并建立了相應(yīng)的檢定規(guī)程。氧壓表作為壓力表的一種，其檢測(cè)方法完全參照壓力表的檢定規(guī)程。徐州市衛(wèi)生計(jì)量檢測(cè)所作為法定授權(quán)的檢測(cè)單位，依法對(duì)氧氣壓力表進(jìn)行檢測(cè)已有二十多年的時(shí)間，期間積累了大量的工作經(jīng)驗(yàn)。本人從參加工作開(kāi)始，一直從事氧氣壓力表的檢定工作，其中，壓力表示值誤差的不確定度評(píng)定是開(kāi)展實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證的重要環(huán)節(jié)，現(xiàn)將我采用的數(shù)學(xué)模型法，針對(duì)氧壓表不確定度評(píng)定的過(guò)程給大家介紹如下，如有不當(dāng)，請(qǐng)大家批評(píng)指正。

1 概述

1.1 評(píng)定依據(jù)

依據(jù)：JJG52-2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表及真空表》檢定規(guī)程，以及JJF1059-1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》。

1.2 測(cè)量方法

通過(guò)被檢表和標(biāo)準(zhǔn)表的直接對(duì)比來(lái)進(jìn)行測(cè)量。

1.3 檢定溫度

規(guī)程規(guī)定環(huán)境溫度保持在（20±5）℃。

1.4 儀器參數(shù)

在本測(cè)試中使用的標(biāo)準(zhǔn)器：精密壓力表為0至40MPa、準(zhǔn)確度等級(jí)為0.4級(jí)；被測(cè)量氧壓表的測(cè)量范圍：氧壓表為0至25MPa，準(zhǔn)確度等級(jí)為2.5級(jí)。

1.5 數(shù)字模型

被測(cè)氧壓表的示值誤差（用P表示）等于被測(cè)氧壓表的實(shí)際值（用Px表示）減去標(biāo)準(zhǔn)表的示值（用Pn表示） 即 P= Px-PN。

1.6 靈敏系數(shù)

C1和C2分別為其對(duì)應(yīng)的靈敏系數(shù)：

2 不確定度分量的來(lái)源

（1）被檢表不確定度來(lái)源（用表示）：（1）被測(cè)氧壓表重復(fù)測(cè)量引起的不確定度分量（A類(lèi)分量）；（2）對(duì)被測(cè)氧壓表估讀引起的不確定度分量（B類(lèi)分量）；（3）外界環(huán)境溫度的變化引起的不確定度分量（B類(lèi)分量）。

（2）標(biāo)準(zhǔn)表不確定度來(lái)源（用表示）：造成標(biāo)準(zhǔn)表不確定度分量的主要因素是精密壓力表的準(zhǔn)確度。

3 不確定度分量的評(píng)定

3.1的評(píng)定。對(duì)的評(píng)定包括對(duì)、、進(jìn)行計(jì)算

（1）對(duì)進(jìn)行計(jì)算。為了獲得重復(fù)性測(cè)量的不確定度，可以利用精密壓力表對(duì)被測(cè)氧壓表10MPa點(diǎn)進(jìn)行10次獨(dú)立測(cè)量，測(cè)得數(shù)據(jù)如下（單位：MPa）：9.8、9.6、10、9.8、10、9.8、10.6、9.6、10.2、10.2。

求得平均值為：

用賽貝爾公式計(jì)算單次測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)差為：

在實(shí)際測(cè)量時(shí)，取兩次測(cè)量平均值：

自由度：

（2）對(duì)進(jìn)行計(jì)算。通常情況下，對(duì)氧壓表的估讀誤差是不可避免的，依據(jù)規(guī)程，對(duì)氧壓表的估讀為最小分度值的1/5，讀數(shù)誤差一般為0.1MPa，誤差呈均勻分布，包含因子K=。

所以

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)有的可信度，則它的不確定度有，計(jì)算得出的自由度

（3）對(duì)進(jìn)行計(jì)算。規(guī)程規(guī)定，彈簧管式壓力表的環(huán)境檢定溫度為（20±5）℃，溫度系數(shù)通常為kt=0.0004℃，P=25 MPa ，誤差呈均勻分布，包含因子K=。

所以

估計(jì)的不確定度有，則的自由度

（4）對(duì)的計(jì)算。因?yàn)楸粶y(cè)氧壓表引入的不確定度分項(xiàng)彼此獨(dú)立，所以、、之間沒(méi)有關(guān)系。依據(jù)合成不確定度公式計(jì)算得出：

由韋爾奇-薩特斯維特公式計(jì)算得出自由度：

3.2 的評(píng)定

對(duì)標(biāo)準(zhǔn)表不確定度進(jìn)行評(píng)定。標(biāo)準(zhǔn)表的最大允許誤差為（0.4%×40MPa）=0.16MPa，也就是說(shuō)，由標(biāo)準(zhǔn)表誤差造成的不確定度分量為a=0.16MPa；呈均勻分布，包含因子K=。

估計(jì)的不確定度有，則的自由度

3.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

（1）被測(cè)氧壓表各不確定度分項(xiàng)之間沒(méi)有關(guān)系，根據(jù)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度（用表示）公式，計(jì)算如下：

（2）由韋爾奇-薩特斯維特公式計(jì)算得出有效自由度（用表示）：

4 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

4.1 擴(kuò)展不確定度等于合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度與包含因子k=2之積，置信水平約為，（用表示）

K=2.0×0.24=0.48MPa

4.2 相對(duì)擴(kuò)展不確定度（用表示）

因?yàn)?（P等于25 MPa）

所以=

5 測(cè)量不確定度報(bào)告

在測(cè)量壓力為10MPa時(shí)，氧壓表示值誤差為0.04 MPa，其擴(kuò)展不確定度為=0.48MPa，相對(duì)擴(kuò)展不確定度為，有效自由度=15，取k=2。

6 結(jié)語(yǔ)

在測(cè)量過(guò)程中，各項(xiàng)誤差合成后得到的總極限誤差稱(chēng)為測(cè)量的不確定度。它是表示由于測(cè)量過(guò)程中各項(xiàng)誤差影響而使測(cè)量結(jié)果不能肯定的誤差范圍。國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》（JJF1059-1999）中，對(duì)測(cè)量不確定度定義為：表征合理地賦予被測(cè)量之值的分散性，與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。

測(cè)量不確定度是測(cè)量技術(shù)的重要概念，也是保證計(jì)量檢測(cè)質(zhì)量的重要因素。隨著現(xiàn)代計(jì)量的不斷發(fā)展，在實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證、計(jì)量檢測(cè)等領(lǐng)域中對(duì)測(cè)試結(jié)果的不確定度的評(píng)定，可以有效提高效率和降低風(fēng)險(xiǎn)。推廣應(yīng)用國(guó)家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定方法，有利于我國(guó)計(jì)量測(cè)試領(lǐng)域的整體水平的提高。