一般壓力表檢定注意事項(xiàng)及不確定度評(píng)定
文章從一般壓力表檢定工作出發(fā)，針對(duì)檢定過程中一些常被忽視的問題進(jìn)行分析整理，并對(duì)壓力表檢定的不確定度評(píng)定做出說明。
在日常生產(chǎn)生活的各個(gè)部門中，凡是利用液體、氣 體、蒸汽作為傳遞介質(zhì)、動(dòng)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(jì)的特點(diǎn)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(jì)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(jì)各個(gè)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(yàn)分析在壓力表計(jì)量檢定中常被忽視的 問題以及對(duì)壓力表檢定不確定度評(píng)定。
一、一般壓力表檢定注意事項(xiàng)
(一）一般壓力表在實(shí)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(jì)算問題
該問題的產(chǎn)生會(huì)直接影響到在實(shí)際使用過程中對(duì)壓力 表的選擇。在這里列出具體計(jì)算方法，以直觀分析該問題 的解決方法。當(dāng)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(yīng)參 照下列公式進(jìn)行分析：A =kAt+ SAt=t2一ti的絕對(duì)值，式 中：A為壓力表在工作溫度下的最大允許誤差絕對(duì)值；At 為一般壓力表工作溫度與檢定溫度之差；11為檢定時(shí)溫度； t2為工作時(shí)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(duì)值。通過以上公式分析，溫度影響是直觀明顯的。 當(dāng)工作溫度不同于檢定溫度時(shí)，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(jì)算，致使該壓力 表準(zhǔn)確度等級(jí)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)器在使用液體 工作介質(zhì)時(shí)，其受壓點(diǎn)應(yīng)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(shí)驗(yàn)時(shí)使用活塞壓力計(jì)的情況，附加壓力按下列公式進(jìn)行 計(jì)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(diǎn)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(shí)驗(yàn)時(shí)使用檢定裝置的情況，附加壓 力按下列公式進(jìn)行計(jì)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(diǎn)的重力加速度；d為檢定時(shí)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(píng)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(biāo)準(zhǔn)：必須寫明所采用作為標(biāo)準(zhǔn)器的精密壓力表等 級(jí)、示值最大允許誤差。（3)被測對(duì)象：寫明被測對(duì)象的具 體信息。（4)環(huán)境條件：檢定時(shí)實(shí)驗(yàn)室的溫濕度，等溫2h以 上。（5)測量方法：通過升壓和降壓一個(gè)循環(huán)，將被測壓力 表在各檢定點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行比較，逐點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)器產(chǎn)生的壓力值。
(三）各影響量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評(píng)定
(1)影響量P的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(P)的評(píng)定主要影響因素 包含三個(gè)方面：①測量重復(fù)性U1(P)；②環(huán)境溫度變化 U2(P);③示值估讀不準(zhǔn)u(p)。1.測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)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(jìn) 行評(píng)定，本次評(píng)定中針對(duì)壓力表實(shí)際測量時(shí)示值誤差較大的 點(diǎn)作10次重復(fù)測量，所得數(shù)據(jù)列表表示，際測量情況為在 重復(fù)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(biāo)準(zhǔn)溫度不同引入的標(biāo)準(zhǔn)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(shí)實(shí)際溫度和規(guī)程中要求的標(biāo)準(zhǔn)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(píng) 定。
(四）測量不確定度報(bào)告
1.5級(jí)一般壓力表的示值誤差的擴(kuò)展不確定度 U95=0.633%,由合成標(biāo)準(zhǔn)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(duì)測量 不確定度的評(píng)定方法，雖然在兩者在評(píng)定方法和評(píng)定過程 上存在明顯差別，評(píng)定結(jié)果反應(yīng)形式也有不同(GUM為擴(kuò) 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(píng)定結(jié)果也是基本一致的。之所以會(huì)存在細(xì)微差 異，主要是由于評(píng)定者對(duì)測量系統(tǒng)的主觀認(rèn)識(shí)（如輸入量分 布類型、數(shù)學(xué)相關(guān)性等)上的不同引起的。通過本案例對(duì)兩 者進(jìn)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(jì)算，一定程度上簡化了評(píng)定流程并節(jié)省了評(píng)定時(shí)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(píng)定結(jié)果相比較 于MCM評(píng)定結(jié)果稍顯保守，這主要由于在評(píng)定過程中有些 不確定度分量被重復(fù)計(jì)入。（4)MCM相比GUM，更適合于 非線性復(fù)雜的或多維輸入量，單一輸出量的測量模型。綜 上所述，當(dāng)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(shí)，MCM評(píng)定測量不確定度相比于GUM更加 準(zhǔn)確和便捷。
