压力变送器比对不确定度评定报告

1、0.5级压力变送器比对测量不确定度评定1 评定依据JJG882-2004压力变送器；JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示2 被检压力变送器的规格测量范围：（010）MPa准确度等级：0.5级输出电流：（420）mA3 测量误差的数学模型和灵敏系数压力变送器测量误差的数学模型为：I-AI=ImXP+IP0m，式中：p=p+ApCLAI变送器的输出电流误差，mA；I直流电流表的读数值，mA；I变送器电流输出量程，16mA；mP变送器压力量程，10MPa；mP标准器输入压力值，MPa；aAP标准器与传递标准变送器的受压点不在同一高度产生的压力差，Pa；AP=pgAh；P:传压介质密度，

2、kg/m3；g:当地重力加速度,m/s2；Ah:标准器与传递标准变送器的受压点的高度差，m；I变送器输出电流起始值，4mA。0输入压力对压力变送器输出误差的灵敏系数为：QAII16c(P)=莎=p=jomA/MPa=-1.6mA/MPam输出电流对压力变送器输出误差的灵敏系数为：QAIc(I)=1QI4 测量的环境环境温度：19°C相对湿度：54%RH测量介质：变压器油15 选用的标准器本次比对选用数字压力校验仪通过比较法直接对传递标准(压力变送器)进行测量，使用数字压力校验仪的直流电流测量功能测量压力变送器的输出值。数字压力校验仪的测量范围为(025)MPa，准确度等级0.02级。

3、直流电流表的测量范围为：(-3030)mA，准确度为土(0.02%rdg+0.003%FS)。6 不确定度来源(1) 多次重复性测量引入的不确定度分量u；1(2) 直流电流表分辨力引入的不确定度分量u；2(3) 直流电流表的示值误差引入的不确定度分量u3；(4) 数字压力校验仪压力测量示值误差引入的不确定度分量u；4(5) 标准器与传递标准的受压点的高度差引入的不确定度分量u5。7 测量不确定度分量的评定7.1多次重复性测量引入的不确定度分量u多次测量的数据如表1所示。表1重复性测量数据标准压力值/MPa正行程1/mA反行程1/mA正行程2/mA反行程2/mA正行程3/mA反行程3/mA示值平

4、均值/mA03.9983.9983.9983.9983.9993.9983.99827.1977.1977.1987.1977.1977.1977.197410.39810.39810.40010.39810.40010.39810.399613.59813.59813.59913.60013.60013.59913.599816.80116.80016.80216.80216.80216.80116.8011020.00320.00320.00420.00320.00320.00320.003则由示值重复性引入的不确定度分量U如表2所示。表2重复性引入的测量不确定度分量标准压力值/MPa单次

5、测得值的实验标准差S（I.）/mA示值重复性引起的不确定度分量u（I）/mA1i示值重复性引起的不确定度分量自由度vG）1i00.000410.00017520.000410.00017540.001030.00042560.000890.00037580.000820.000335100.000410.000175其中，由贝塞尔公式求得单次测得值的实验标准差上6c厂）（、imiS（I丿二i6-1式中，sC.）为第i个测量压力点的单次测得值的实验标准差;i/.为第i个测量压力点的第m次测量的测得值。im将示值平均值作为最佳估计值，则测量重复性引入的不确定度分量为：U(I)=S1i(T)=zJ6

6、7.2直流电流表分辨力引入的不确定度分量u2由于直流电流表的分辨力是0.001mA,则其引入的不确定度分量大小为:0.001u=0.00029mA2估计u具有95%的可信度，则它的不可信度即其相对标准不确定度为5%,2则u的自由度为2=200=1贏/u-2=1X100!222252将直流电流表分辨力引入的不确定度分量u与测量结果的重复性引起的不2确定度分量u(I)进行比较，取二者中的较大者代替二者引入的不确定度分量。1i7.3直流电流表的示值误差引入的不确定度分量u3由于直流电流表的测量准确度为：±(0.02%rdg+0.003%FS),测量范围为(-3030)mA。则各检定点的直流

7、电流表的最大允许误差分别为：±(0.02%X4.0+0.003%X60)mA二土0.00260mA±(0.02%X7.2+0.003%X60)mA二土0.00324mA±(0.02%X10.4+0.003%X60)mA二土0.00388mA±(0.02%X13.6+0.003%X60)mA二土0.00452mA±(0.02%X16.8+0.003%X60)mA=±0.00516mA±(0.02%X20.0+0.003%X60)mA=±0.00580mA则由直流电流表的示值误差引入的不确定度分量u如表3所示。33表3

8、直流电流表示值误差引入的不确定度u标准压力值/MPa理论输出值/mA直流电流表的最大允许误差的绝对值A./mAi直流电流表示值误差引入的不确定度分量u(I)/mA3i自由度v(I)3i04.00.002600.0015020027.20.003240.00187200410.40.003880.00224200613.60.004520.00261200816.80.005160.002982001020.00.005800.00335200tA其中，叫)飞估计u(I)具有95%的可信度,则它的不可信度即其相对标准不确定度为5%,3i则u(I)的自由度为v(I)二1yu(I)/u(I)-2二1

9、x1002二2003i3i23i3i2527.4数字压力校验仪压力测量示值误差引入的不确定度分量u4由于数字压力校验仪的压力部分的示值误差为±0.02%FS,数字压力校验仪的压力量程为(025)MPa，即最大允许误差为土0.005MPa。则数字压力校验仪压力测量示值误差引入的不确定度为：0.005=0.0029MPav3估计u具有95%的可信度，则它的不可信度即其相对标准不确定度为5%,4则u的自由度为4V=1贏/u-2=1X竺42442527.5标准器与传递标准的受压点的高度差引入的不确定度分量u5u5=pgAAh込=200介质为变压器油，密度大致为：895kg/m3；渭南当地的重

10、力加速度取为9.7950m/s2；标准器与传递标准的受压点高度差约为30mm,按均匀分布处理，则隹=pgAh*3=895x9.7950X0.030=152pa0.00015MPa根据经验，判断u(AP)具有80%的可信度，则它的不可信度即其相对标准不确定度为20%，则其自由度为V=1蕊/u-2=1X竺525522028 合成标准不确定度评定由于电流测量引入的示值标准不确定度u(I)和数字压力校验仪压力测量引入的标准不确定度u(P)是相互独立的，根据不确定度传播定律，压力变送器测量示值误差合成标准不确定度为u2(AI)=cu2dI3+凹2u2dP(P)u2G)=uj+叮+u32，其中，u和u，取

11、其中的较大者代替二者。12312u2(P)=u2+u245输出电流对压力变送器输出误差的灵敏系数为c(I)=竺ai=1输入压力对压力变送器输出误差的灵敏系数为：c(P)=aAIaP1G-mA/MPa=T.6mA/MPa10根据不确定度传播定律，压力变送器示值误差合成标准不确定度为：U2(AI)二u2(I)+C2(P)XU2(?)c以lOMPa点处为例，则不确定度分量如表4所示。表410MPa压力测量点的测量不确定度分量符号来源类型不确定度分量/mA概率分布包含因子自由度u(I)110测量重复性引入的不确定度分量A0.00017正态分布15u(I)210直流电流表分辨力引入的不确定度分量B0.0

12、0029均匀分布200u(I)310直流电流表示值误差引入的不确定度分量B0.00335均匀分布朽200u(P)410数字压力校验仪压力测量示值误差引入的不确定度分量B0.0029均匀分布200u(P)510标准器与传递标准的受压点的高度差引入的不确定度B0.00015均匀分布12则10MPa测量点处，由电流测量产生的不确定度分量为：uG)=、:u2G)+u2G)=、0.000292+0.003352=0.00336mA10'210310抚)=%4(1J=0003364=10u4(I)u4(I)0.0002940.003354210+310+一v(I)v(I)200200210310同

13、理，可得OMPa、2MPa/4MPa、6MPa、8MPa各点处的由电流测量产生的测量不确定度及自由度，其值如表5所示。表5由电流测量产生的不确定度及自由度标准压力值/MPa由电流测量产生的不确定度分量u(I)/mAi自由度V(I)i00.0015321520.0018921040.0022820460.0026420580.00300204100.00336203由压力测量产生的不确定度分量则为：u(P)=“2(p)+u2(P)=Jo.00292+0.000152=0.00290MPa10V410510v(P)=u4(P10)=0.002904=20110u4(p)u4(p)0.002940.

14、000154410+510+一v(P)v(P)20012410510综上所述，10MPa测量点的合成标准不确定度为u(AI)=；u2(I)+(-1.6)2Xu2(P)=J0.003362+1.62x0.00292=0.00573mAc10人1010=368u4(AI)0.005734v=c10=eff(10)u4(I)1.64xu4(P)0.0033641.64x0.002904+v(I)v(P)2032011010同理，可得各压力检定点的示值误差测量合成标准不确定度，见表6所示。表6压力变送器示值误差测量合成标准不确定度及有效自由度标准压力值/MPa示值误差测里合成标准不确定度u(AI)/mAci自由度Vff(.eff(.)00.0048924420.0050126640.0051729360.0053431980.00553345100.005733689 扩展不确定度取包含因子k=2,则各测量压力点的扩展不确定度经数字修约如表7所示。表7压力变送器示值误差测量扩展不确定度标准压力值标准电流值示值平均值示值误差测量结果的扩展不/MPa/mA/mA确定U./