二等标准补偿式微压计测量结果不确定度评定-2015.10.15

1、二等补偿式微压计示值误差测量结果不确定度评定摘要：本文依据JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示和JJG1582013补偿式微压计，使用一等补偿式微压计作为标准器，对二等补偿式微压计在实验室常规条件下进行测量分析测量不确定度来源，并进行测量不确定度的评定。关键词：补偿式微压计；数字压力计；不确定度补偿式微压计主要用来测量微小压力、负压和较小压差的标准仪器，它主要是由小容器、大容器、丝杆、垂直标尺和旋转标尺等构成。它采用提高大容器的补偿方法、使大小容器的液位差所产生的压力与被测压力相平衡来进行检测的。依据JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示和JJG1582013补偿式微

2、压计的要求，选用标准器为一等补偿式微压计，测量范围(-15001500)Pa，被检设备为二等补偿式微压计，测量范围(-15001500)Pa。用直接比较法测量，选取210mm检定点重复进行六次测量，得到被检补偿式微压计的示值(高度值)，再通过此示值计算得到被检补偿式微压计压力值误差。检定环境温度：20.0°C，检定环境湿度：50%RH，检定地点的重力加速度：9.7967m/s21 数学模型Ap二pp二pgh-pgh二pg(hh)(1)101010式中：Ap为被检二等标准补偿式微压计压力值误差，Pa；p为被检二等标准补偿式1微压计压力值，Pa；p为一等标准补偿式微压计压力值，Pa；p为

3、检定温度下纯水0的密度，kg/m3；g为使用地点重力加速度，m/s2；h1为二等标准补偿式微压计示值，m；h为一等标准补偿式微压计示值，m。02 测量不确定度的来源二等标准补偿式微压计示值误差的测量不确定度来源主要有以下几个方面：一等标准补偿式微压计引入的标准不确定度u(h)；工作介质密度影响引入的标准不确定0度u(p);重力加速度影响引入的标准不确定度u(g)；被检二等标准补偿式微压计示值重复性引入的标准不确定度u(h)。13 标准不确定度评定3.1%的标准不确定度u(h)主要由被检二等标准补偿式微压计示值的重复性引入。11测量不重复性引入的测量不确定度，可以通过在重复条件下连续测量得到的一

4、组数据列，用测量不确定度的A类评定方法得到。以210mm检定点为例，补偿式微压计的测量示值分别为209.999mm、209.990mm、209.990mm、210.001mm、209.998mm、209.998mm。通过计算求得210mm检定点的算术平均值为£hih-=0.209996m1nl£(hh)21i1u(h)二s(h)二.二2.00x10-6m11n(n1)此时，对应的被测压力的压力值p为1P二pgh=0.9982x9.7967x209.996二2053.56Pa11对应的标准压力p为0P=pgh=0.9982x9.7967x210=2053.60Pa003.2工

5、作介质密度引入的标准不确定度u(p)标准不确定度u(p)主要由两部分构成，即引用密度值的标准不确定度u(p)和1温度测量误差而导致的其密度不准所引入的标准不确定度u(p)。21) 引用密度值的标准不确定度u(p)1二次蒸馏水的密度为查表所得，其误差为±0.05kg/m3,属均匀分布，取k二耳3,u(p)=a/k=0.05/、3=2.89x10-2kg/m312) 温度测量误差而导致的其密度不准所引入的标准不确定度u(p)2温度计的最大误差为0.1°C，在20°C左右的环境条件下，查表得到其相应的密度变化量为0.02kg/m3，属均匀分布，取k二J3，u(p)=a/

6、k=0.02/'3=1.16x10-2kg/m32u(p)=Ju2(p)+u2(p)=J(2.89x10-2)2+(1.16xlO-2)2=3.12xlO-2kg/m33.3 重力加速度的标准不确定度u(g)重力加速度为查表所得，其误差为±0.00005m/s2，属均匀分布，取k二J3,u(g)=a/k=0.00005/V3=2.89X10-5m/s23.4 一等标准补偿式微压计引入的标准不确定度u(h)0根据上级计量部门出具的检定证书(当压力0<pW1500Pa时，其最大允许误差为±0.4Pa；当1500Pa<pW2500Pa时，其最大允许误差为

7、77;0.5Pa)，属均匀分布，取k二3，u(h)=a/k=0.5x10-4/、：'3=2.89x10-5m04 合成标准不确定度评定4.1被测压力示值误差的各不确定度分量及灵敏系数如下表1。表1标准不确定度分量及灵敏系数灵敏系数标准不确定度分量chpg998.20x9.7970u(h)12x10-6-ch-pg-998.20x9.7970u(h)02.89x10-5cPg(hh)10-9.7970x4x10-6u(p)3.12x10-2cgp(hh)10-998.20x4x10-6u(g)2.89x10-54.2合成标准不确定度的计算各不确定度分量彼此独立，互不相关，根据不确定度传播

8、定律得到u2(Ap)=£Pu(x)2dxiiTi=穿u(h)2+劈u(h)2+学u(p)2+学u(g)2oh1oh0cpeg10=pgu(h)2+pgu(h)2+g(h-h)u(p)2+p(h-h)u(g)2101010=c2u2(h)+-cu(h)1+c2u2(p)+c2u2(g)h1h0pg=(998.20x9.7970x2x10-6)2+(-998.20x9.7970x2.89x10-5)2+(-9.7970x4x10-6x3.12x10-2)2+(-998.20x4x10-6x2.89x10-5)2=0.08则合成标准不确定度u(p)=0.29Pa6 扩展不确定度取k=2,则其扩展不确定度为：U=kxu(P)=2x0.29=0.58Pa7 测量不确定度报告该二等补偿式微压计在210mm处的测量结果不确定度