壓力變送器測量不確定度的評定1概述測量依據JJG882-2004《壓力變送器檢定規程》。環境條件溫度（20±2）℃,相對濕度不大于80%。測量標準一等活塞壓力計作壓力標準器，準確度等級為0.02級。6位半高性能數字萬用表被測對象準確度等級為0.1級的壓力變送器。測量過程根據被檢儀器的量程不同，用相應范圍的，4位半高性能數字萬用表作為被檢儀表輸出信號檢測儀器。檢定前，正確安裝連接好后，檢定系統應預熱不少于十五分鐘，并連續對被檢器預加測量上限（或下限）壓力3次。對于0.1級的壓力變送器，應在測量范圍內至少均勻或合理地選取6個檢定點（包括零點），連續進行3次循環檢定，然后根據檢測數據按照規程要求評定被檢器的各項誤差。評定結果的使用符合上述條件的測量結果，一般可直接使用本不確定度的評定結果。2數學模型3=A—A （1）式中：8—變送器的基本誤差值（mA）；A—變送器的實際輸出值（mA）；dA—變送器的理論輸出值（mA）。0A又可分解為：0A=C+ ?P （2）0 0P0m式中：A—變送器輸出量程（mA）；mP—變送器輸入量程（MPa）；mC—A的起始理論輸出值（mA）；00P—變送器的輸入壓力值。0此輸入壓力值P。包括兩項內容，一項是二等活塞壓力計產生的標準壓力值P1，另一項是變送器取壓口與活塞壓力計活塞下緣處不是同一水平面產生靜壓力差P2。P2表達式為：P2=pgh （3）式中：p一標準壓力計用介質液的密度，0.88*103kg/m3；g—當地重力加速度，9.8m/s2；h一被檢器取壓口中心與壓力計活塞下端面的高度差。那么，式（1）可寫成：TOC\o"1-5"\h\z6=A-^m-（P+pgh）-C （4）dP1 0m故：（）=史=1d.Ic（P）=包=-Am^=-16=-0.5（mA/MPa）i ap p 32c（h）="=-Am..pg=-竺X0.88X103*9.8=0.00431Qa?m-i）ahP 323分量標準不確定度的分析計算

選取一只0.1級(0?32)MPa,輸出電流范圍為4?20mA的壓力變送器，選用的活塞壓力計為1?60MPa的0.02級活塞壓力計。那么A=16mA,P=32MPa,C=4mA3.1測量重復性(1)被測壓力變送器重復測量引起的不確定度分量u(V)11對被檢儀表做不少于5個點的量程范圍內檢定，每點均進行6次測量，發現在8MPa點上變化最大，以此組數據(見表1)為代表，用貝塞爾公式計算單次測量實驗標準差s：s0.00037s0.00037=0.0002(mA)表1次數n輸出電流值I(mA)I—I(mA)(I—I)2(mA)18.0020.001214.4X10-828.0010.00020.4X10-838.0010.00020.4X10-847.999-0.001832.4X10-858.0020.001214.4X10-868.000-0.00086.4X10-8I=1Zi=8.0008mA 2(I—I)2=68.4x10-8n i ii=1 i=1I—I)- 二0.00037(mA)n—1其自由度vj5數字萬用表不確定度分量u(I)21由數字萬用表的檢定證書查得直流檔的最大允許誤差為：0.015%_0.015%*303=0.0015(mA)其估算值可靠性為10%,故自由度：v「(10%)-2/2=50二等活塞壓力計估算的不確定度分量從檢定證書中得知活塞壓力計在壓力恒溫室(20±5)℃下，其準確度為0.02%,其概率分布服從正態分布(給定置信概率口=0.99%)，則查表得k=2.58即:u3二c（P1）.k0.02%*6040.5卜=0.0023(mA)由于誤差分布服從正態分布，所以VJ8。3.3.2介質液高度差估算的不確定度分量u(h)按規程要求，被檢器取壓口的幾何中心與活塞式壓力計的活塞下端面在同一水平面上，通常被檢變送器的尺寸能大體保證達到這一要求，相差不多而忽略，不作人為修正專用祛碼。但有相差時不作修正便引入誤差,實驗中實測存在高度差h=13cm,由此估算帶來的不確定度分量u(h),遵從兩點分布。u4二c〃）.k=|0.00431|"；3=0.0006(mA)其估算值可靠性約為25%，故自由度v「(25%)-2/2=8

4合成標準不確定度u（見表2）4.1不確定度分析一覽表4.2合成標準不確定度序號4.2合成標準不確定度序號不確定度來源u(y)(mA)vi1測量重復性0.0003752FLUKE744估算0.0015503標準活塞壓力計估算0.002384介質液高度差估算0.00068表2不確定度一覽表因上述各不確定度分量獨立不相關，合成不確定度為:uP)因上述各不確定度分量獨立不相關，合成不確定度為:uP)=uU2+u2+u2+u2cy" 1 2 3 4二*0.000372u0.00152+0.00232+0.00062=0.0028(MPa)4.3合成標準不確定度的有效自由度1為:veff0.002840.00037450.00150.00037450.00154u500.00234u80.000648二507——>84.4擴展不確定度置信概率取95%,vf近似取8,查t分布表得：k=2.5758則擴展不確定度：uP=k-u=2.5758X0.0028=0.007MPa5不確定報告有效自由壓力變送器示值誤差測量結果的擴展不確定度為U