精密压力表0.05级不确定度分析-100kap
压力表检定校准标准测量不确定度分析
压力表校准标准装置测量不确定度分析1、信息1.1测量依据：JJG52-2013《弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程》1.2环境条件：温度(20±5)℃1.3测量标准：精密数字压力表（0～2.5）MPa，0.05级1.4被测量对象：一般压力表（（0～1）MPa，1.6级2、测量方法被检（一般）压力表需在检定室内恒温2小时后方可进行检定。
检定时根据被检表的量程和准确度等级计算出允许误差值，并以该值衡量被检表的零点误差、示值重复性、示值变动性以及基本示值误差。
检定点压力由精密数字压力表确定，不做修正。
3、数学模型X= (X被－X标)式中：x —被检表的示值误差；X被—被检表的示值；X标—精密数字压力表显示的标准压力值；4、各分量的标准不确定度评定举例：选择一只测量压力范围（0～1.0）MPa，准确度等级1.6级的压力表作为被检表，相应选取标准装置中测量范围压力范围（0～2.5）MPa，准确度等级为0.05级的精密数字压力表作为标准表。
4.1 标准不确定度A类评定由重复性引入的误差，选取一台测量范围为(0～1.0)MPa、准确度等级1.6级、性能稳定的一般压力表,用测量范围为(0～2.5)MPa的0.05级的精密数字压力表在相同测量条件下在0.8MPa处连续测量10次,读取一般压力表的显示值,测量结果如下:根据贝塞尔公式得由重复性引入的不确定度分量为单次标准偏差s=1n x x 2n1i i--∑=）（=0.0025 （ MPa ）u(x)1=s /2.5（标准表量程）×100%= 0.10%4.2 标准不确定度B 类评定4.2.1由标准装置引入的不确定度分量由（标准表）准确度等级0.05%，不确定度分量服从正态分布，取因子3u(x)2=0.05%（标准表检定的准确度等级）/ 3=0.017%；4.2.2由环境温度引入的不确定度标准表工作环境（20±5）℃，温度变换对示值影响不大，可忽略。
精密压力表不确定度评定
弹簧管式精密压力表示值误差测量结果的不确定度评定（CMC）1、概述1.1 测量依据： JJG49-1999《弹簧管式精密压力表和真空表》检定规程。
1.2 环境条件：温度21℃，相对湿度不大于50%。
1.3 测量标准：活塞式压力计，准确度等级：( ±0.05%)。
1.4 被测对象： 0.25 级弹簧管式精密压力表，量程（0～4）MPa，最小分度值为0.02 MPa，最大允许误差：±0.25%×4 MPa=±0.01 MPa。
1.5 测量过程：根据液压静力平衡原理，采用活塞下端面向上的力与活塞上砝码所产生的重力相平衡的方法进行测量。
将被测精密压力表安装在活塞式压力计上，加压后，当活塞式压力计和精密压力表在工作位置达到平衡时，产生的压力相等，即 P 被 =P 标，通过加在活塞压力计上的专用砝码产生的标准压力值和精密压力表的显示值，求得被测精密压力表的示值误差。
2、数学模型与灵敏系数2.1 数学模型△P = P被－ P标式中：△ P——被检压力表的示值误差；P 被——被测表在被测点上的示值；P 标——加在标准器活塞承重盘上的专用砝码产生的标准压力值。
2.2 灵敏系数c1 =P P= 1，c2 == -1 p被p标3、标准测量不确定度的评定3.1 输入量 P 被的标准不确定度u(P 被 )u(P 被 )不确定度的来源主要有：a,测量重复性引入的不确定度；b,被测表估读引入的不确定度；c, 表指针轴与活塞下端面高度差引入的不确定度；d,温度变化引入的被测表不确定度。
3.1.1 精密压力表的测量重复性引入的测量不确定度分量，以 2.000 MPa 为测量点，重复测量 10 次得到如下测量列：2.008，2.008， 2.008，2.008，2.008，2.008， 2.008，2.008，2.008，2.008，（ MPa）由于 s=0,所以计算分辨力引入的不确定度，仪表的分度值为0.02MPa，分辨力引入的不确定度为u（ P 被1）= 0.29 ×0.02/10 = 0.0006 MPa3.1.2 被测表估读引入的不确定度分量u（ P 被2），被测表最小分度值为 0.02 MPa，读数按最小分度值的 1/10 估读，则不确定度区间为0.02/10=0.002 MPa，属均匀分布，取包含因子 k= 3，则u（P 被2）= 0.002/ 3= 0.0012 MPa3.1.3 由表指针轴与活塞下端面高度差引入的标准不确定度分量u（ P 被3）高度差为±1 cm，则u（P 被）=ρgh=0.86 ×103××× -2=0.00009MPa 39.8035 1 103.1.4 温度变化引入的被测表不确定度：由于重复测量过程中已对温度变化已有考虑，故不再重复计算；3.1.5 u(P 被)=2(被)2(被)2(被)= 0.0016 MPa u P 1u P2u P 33.2 输入量 P 标的标准不确定度u(P 标 )u(P 标)不确定度的来源主要有：a,标准器准确度引入的不确定度；b, 活塞垂直度影响引入的不确定度；c,环境温度对标准器影响引入的不确定度；d,空气浮力引入的不确定度。
0.05级数字压力计校准结果的不确定度评定报告
0.05级数字压力计校准结果的不确定度评定报告编制：审核：批准：2011年11月18日发布 2011年11月22日实施塔里木油田分公司质量检测中心校准方法：在数字压力计的测量范围内选取2 MPa、3 MPa、4 MPa、5 MPa压力点作为校准点，升压、降压校准循环次数为两次，分别计算两次正行程的平均值和两次反行程的平均值作为校准结果。
校准数据记录：重复性记录0.05级数字式压力计校准结果的不确定度评定（一）测量过程简述（1）检定依据：JJG 875-2005《数字压力计检定规程》。
（2）环境条件：温度：（20±2）℃，相对湿度小于75，等温2h 以上。
（3）测量标准：测量范围为（0.1～6）MPa ，准确度0.02级一等活塞式压力计。
（4）被测对象：此次指定样品：测量范围（0～6）MPa ，0.05级数字压力计。
（5）测量方法：在数字压力计的测量范围内选取2 MPa 、3 MPa 、4 MPa 、5 MPa 压力点作为校准点，升压、降压校准循环次数为两次，分别计算两次正行程的平均值和两次反行程的平均值作为校准结果。
（二）数学模型Y ＝X （1）式中：Y －被检数字压力计的实测值，单位MPa ；X －2次实测值的平均值，MPa ；（三）测量不确定度的来源主要有：测量重复性(包括压力计零点漂移、压力源波动、示值波动以及检定过程中的其它随机因素等)对被检数字压力计的影响；被检压力计的分辨力；检定环境温度对标准器和被检压力计的影响；检定中当标准器与被检数字压力计的取压口不在同一水平面时，形成的液柱差修正不完善的影响；标准装置中的标准器和配套装置引入的测量不确定。
（四）各输入量的标准不确定度分量的评定4．1测量重复性引入的不确定度分量)(1被P u 的评定 测量不重复性引入的不确定度，可以通过在重复条件下连续测量得到的一组数据列，用不确定度的A 类评定方法得到。
在数字压力计的测量范围内选取 2 MPa 、3 MPa 、4 MPa 、5 MPa 压力点作为校准点，各作10次重复测量，获取的数据如表1所示： 表1各校准点重复性测量的单次试验标准差由（2）式计算，见表2S p = ∑=m j j s m 121(2)实际测量情况为在重复性测量条件下测量2次，以2次算术平均值为测量结果，则可得到各校准点重复性测量的标准不确定度示由（3）式计算，见表2。
工作压力表示值误差测量结果的不确定度评定
工作压力表示值误差测量结果的不确定度评定1概述1.1 测量方法：依据JJG52–1999 《弹簧管式一般压力表、压力真空表及真空表检定规程》。
1.2 环境条件：温度(20±5)℃，相对湿度不大于85%。
1.3 测量标准：数字压力计，准确度等级0.05级，测量范围( 0～6)MPa，环境压力：常压1.4被测对象：1.6级( 0～４)MPa工作压力表。
1.5测量方法：在规定环境条件下，选择杭州自动化仪表有限公司制造的弹簧管式压力表和数字压力计安装在同一台压力表校验器上，检定时，用手轮造压，采用直接比较方法，通过升压或降压，依次对各点进行检定，在每一检定点检定时在升压或降压过程中，轻敲表壳前后的示值与数字压力计的示值之差即为示值误差。
２数学模型δ被= P被- P 标（1）式中：δ被—被检压力表示值误差；P被—检定点上被检压力表示值；P标—数字压力计的标准压力值。
结合公式（１），并从标准设备、人员、环境、方法及被测对象等方面考虑，由下列不确定度分量构成2.1 数字压力计准确度引起的不确定度分量;2.2 数字压力计传感器与压力表指针轴之间的液位高度差引起的不确定度分量;2.3 测量值引起的不确定度分量;2.4 环境温度引起的不确定度分量;2.5 人员估读引起的不确定度分量;2.6 数字取舍引起的不确定度分量;所以（１）式可扩展为下式：P 被 = P 标 +δ被±（ΔP t +ΔP b +ΔP 估读 +ΔP 取舍） = P 标 +δ被 ±（kP Δt + pgh +θR +ΔP 取舍 ） （2）式中： k — 被检表温度影响系数(取k = 0.0004)；P — 被检表量程； θ — 被检表分度值； R — 被检表估读分辨量；Δt — 检定时环境温度偏离标准温度（20℃）的偏差；ρ— 标准压力计用介质液的密度，(变压器油取ρ= 0.86×103kg/m 3)； h — 压力表指针中心与数字压力计传感器高度差； g —当地重力加速度，(取g = 9.7883m/s 2)。
数字压力计不确定分析与评定(深圳中航技术检测所20110810)
0.05级数字压力计校准测量不确定度分析与评定(深圳中航技术检测所)1概述1.1 测量依据和方法：《JJG875-2005 数字压力计检定规程》《CNAS M0044 0.05级数字压力计校准能力验证计划作业指导书》 1.2 测试环境条件：1.2.1 环境温度：(20±2) ℃，相对湿度：不大于85%；1.2.2 标准器和被检压力计所处的附近无明显的机械振动和外磁场。
1.3 测量所用标准装置：1.3.1 标准器：活塞式压力计，型号：KY6，准确度等级：0.02级，出厂编号：09-69；测量范围：(0.1~6) MPa ；制造商：上海敏榆实业有限公司；证书号：力B01字第2011050026(2/3)号 ； 1.3.2 校准用介质：混合油。
1.4 被测对象：数字压力计，型号：DM9022，编号：920650808160，准确度等级：0.05级； 1.5 校准方法简述：将数字压力计与标准器连接，标准器发生压力，通过升压和降压压力循环将被检数字压力计在各校准点与标准器比较，分别读取被检仪表2 MPa 、3 MPa 、4 MPa 、5 MPa 和标准器的示值，分别计算循环测量的正行程的平均值与反行程的平均值作为校准结果，被检仪表示值与标准器示值之差为被检数字压力计的示值误差。
S R p p p -=∆p ∆ —— 压力计各校准点的示值误差，MPa ；R p —— 压力计各校准点正、反行程示值，MPa ；S p —— 标准活塞压力计各校准点的标准示值，MPa 。
2 不确定度分析及评定 2.1 数学模型S R p p p -=∆式中：p ∆ —— 数字压力计各校准点示值误差，MPa ；R p —— 数字压力计各校准点正、反行程示值，MPa ；S p —— 标准活塞压力计各校准点的标准示值，MPa 。
灵敏系数：1=∂∆∂=R R p p c 1-=∂∆∂=SS p pc2.2 测量不确定度来源2.2.1 数字压力计读数p R 引入的标准不确定度分量u R 2.2.1.1 数字压力计测量重复性引入的标准不确定度分量u 1； 2.2.1.2 数字压力计分辨力引入的不确定度分量u 2；2.2.1.3 测量温度偏离规定环境温度引起的不确定度分量u 3； 2.2.2 标准装置读数p S 引入的标准不确定度分量u S 2.2.2.1 标准活塞式压力计引入的不确定度分量u 4；2.2.2.2 标准活塞式压力计活塞工作位置与数字压力计的传感器压面位置差引入的不确定度分量u 5。
0.05级活塞式压力真空计不确定度
0.05级活塞式压力真空计活塞有效面积的测量结果不确定度的评定１．概述1.1 测量依据:JJG 236-2009，活塞式压力真空计检定规程． 1.2 环境条件:温度: (20±2)℃ ;相对湿度:80%以下. 1.3 测量标准:0.02级活塞式压力计活塞有效面积最大允许误差±0.01%。
1.4 测量方法:根据液压静力平衡原理，采用作用在活塞下端面上的力与砝码的重力相平衡的方法进行压力计活塞有效面积的测量．将被测活塞压力计活塞系统安装在标准活塞压力计测量标准上,加压后,当两个活塞在工作位置达到平衡时,产生的压力相等．即Ｐ被＝Ｐ标；m 被／Ａ被＝m 标／Ａ标。
当0.02级活塞压力计活塞的有效面积已知，加在两活塞上的砝码质量m 被，m 标已知．就能求得被检压力计的活塞有效面积． 1.5 测量对象:0.05级活塞式压力真空计活塞有效面积最大允许误差±0.02%。
现选取0.05级活塞式压力真空计（-0.1～0.25）MPa;有效面积名义值A 为1cm 2,作测量不确定度评定. 1.6 评定结果的使用:0.05级活塞式压力真空计在符合上述条件下有效面积为1cm 2的测量结果,一般可直接使用本测量不确定度作评定结果. 2 数学模型被检压力计与标准活塞压力计处于力平衡时，被检压力计活塞有效面积用如下公式表示：标被标被m m A A因在实验室检定活塞时，实验室温度能保证在20±0.5℃，温度波动不大于0.5℃每小时.当0.02级活塞与被检活塞的材质相同时,温度影响,空气浮力修正,重力加速度修正都不予考虑.式中： Ａ被－－被检活塞式压力计的活塞有效面积； Ａ标－－标准活塞式压力计的活塞有效面积； m 被－－加在被检活塞式压力计上的砝码质量； m 标－－加在标准活塞式压力计上的砝码质量；3 输入量的标准不确定度评定3.1 输入量A 标的标准不确定度u(A 标)的评定 3.1.1 标准不确定度u(A 标1)的评定输入量A 标的标准不确定度u(A 标1)的主要来源是0.02级有效面积的不确定度,因此采用标准不确定度B 类方法评定0.02级有效面积的最大允许示值误差为±0.01% a=0.01%通常认为在区间内服从均匀分布,k=3所以u(A 标)=kAa ⨯=5.8×10-5cm 2估计)u(A )u(A 标标∆=0.1,故自由度v (A 标)=503.1.2 标准不确定度u(A 标2)的评定输入量A 标的标准不确定度u(A 标2)的主要来源是被检活塞垂直性引起的标准不确定度, 因此采用标准不确定度B 类方法评定被检活塞允许安装不垂直性为5',取极限误差α=5' a=ααcos cos 1-=1.3×10－6通常认为在区间内服从均匀分布,k=3u(A 标2)= kA a ⨯=7.5×10－7cm2估计)u(A )u(A 22标标∆=0.1,故自由度v (A 标2)=503.2 输入量的标准不确定度u(m 被)的评定 3.2.1标准不确定度u(m 被1)的评定标准不确定度u(m 被1) 的主要来源是0.02级活塞压力计检定0.05级活塞式压力计配套砝码的最大允许示值误差。
0.05级数字压力计不确定度
0.05级数字压力计测量结果不确定度的评定1概述1.1测量依据：JJG875-2005数字压力计检定规程 1.2环境条件：温度(20±2)℃，相对湿度不大于75%1.3测量标准：一等标准双活塞式压力真空计，最大允许误差为±0.02%1.4被测对象：测量范围为（0~600）kPa ，准确度等级为0.05级数字压力计 1.5测量方法通过升压和降压两个循环在各检定点与标准器比较,逐点读取被检仪表显示值。
根据流体静力平衡原理，在活塞式压力计的活塞承重盘上加上相应的专用砝码后，当砝码的重力作用于活塞有效面积所产生的压力与造压器发生的压力相平衡时,此时被检仪表显示值与标准器产生的标准压力值之差值即为被检仪表的示值误差。
1.6评定结果的使用在符合上述条件的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。
2数学模型式中：被p ----被测仪表在被测点上的示值标p ----加在标准器活塞承重盘上的专用砝码产生的标准压力值3输入量的标准不确定度的评定 3.1输入量的标准不确定度）被p u (的评定输入量被p 的标准不确定度的来源主要是数字压力计的测量不重复性，可以通过连续测量得到测量列，采用A 类评定方法进行评定。
对一台（0～600）kPa,准确度等级为0.05级的数字压力计在100kPa 点作了12次等精度重复性测量，所得数据如表3-1所示)1(-=标被p p δ其平均值为008.100=被p kPa用贝塞尔公式算得单次值实验标准差s （服从t 分布）为()0017.01121212=--=∑=i ipps kPa任意选取三台同类型数字压力计，每台各在200kPa ，400kPa ，600kPa 处连续测量12次，共得9组测量列，每组测量列分别按上述计算得到单次试验标准差，如表3－2所示。
合成样本标准差s p 为 ∑==m j j p s m s 121=0.0019kPa 实际测量情况为在重复性条件下测量2次，以2次测量算术平均值为测量结果，则可得到2(ps p u =）被=0.0013 kPa 故自由度)(被p v =9×（12-1）＝993.2输入量的标准不确定度）标p u (的评定输入量标p 的标准不确定度来源于一等双活塞式压力真空计的不确定度。
数字压力计测量结果的不确定度评定
数字压力计测量结果的不确定度评定【摘要】根据JJG875-2005《数字压力计》的要求，用直接比较法对0.05级数字压力计进行不确定度分析，阐明了不确定度分量的来源，给出了测量结果不确定度的评定方法，通过实际测量数据作出了具体不确定分析。
【关键词】数字压力计；分量；不确定度；评定1.概述（1）采用评定依据：JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》。
（2）被测量的对象：0.05级数字压力计（1MPa～2MPa）。
（3）采用标准器具：0.02级活塞式压力计。
（4）测量方法依据：JJG875-2005《数字压力计》检定规程。
（5）测量方法：数字压力计的检定，是采用0.02级活塞式压力计直接进行检定的，示值检定时，将数字压力计的测量范围内选取1MPa、1.5MPa、2MPa压力点作为测量点，升压、降压校准循环次数为两次，分别计算两次正行程的平均值和两次反行程的平均值作为校准结果。
2.评定模型2.1数学模型△p=pR-ps式中：△p——压力计各检定点示值误差。
pR——压力计各检定点正、反行程示值。
ps——压力计各检定点的标准示值。
2.2方差u=（△p/p）·u（p）+（△p/p）u（p）u=c·u（p）+c·u（p）2.3 灵敏系数c=e/p=1，c=e/p=-13.不确定度来源分析（1）输入量p引入的标准不确定度u（p）来源主要包括：在测量过程中，被检数字压力计测量重复性引入的不确定度分量u1（p）和数字压力计分辨力引入的不确定度分量u2（p）。
（2）输入量p引入的标准不确定度u（p）来源主要包括：0.02级活塞式压力计引入的不确定度分量u1（p）、液柱差修正不准引入的不确定度分量u2（p）和校准环境温度影响引入的不确定度分量u3（p）。
4.输入量的标准不确定度评定4.1输入量p引入的标准不确定度u（p）评定4.1.1被检数字压力计测量重复性引入的标准不确定度u1（p）评定，采用A 类方法评定（1）0.02级活塞式压力计（编号：6162）测量校准点1 MPa引起的标准不确定度u1（p），在重复性条件下对被测数字压力计测量校准点1MPa，重复测量10次，得出以下测量列（单位为：MPa）：0.9999、1.0000、0.9999、1.0000、0.9999、1.0000、0.9999、1.0000、0.9999、1.0000。
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文件名称：压力标准器不确定度评定
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1.1目的
评定0.05级数字压力计标准装置在20℃±2℃，相对湿度≤85%，并放置2h 的情况下，输出值测量的不确定度。
1.2检测依据的标准
JJG875-2005《数字压力计》 1.3检测使用的仪器设备
(1) 0.05级数字精密压力表：量程(-100~250)kPa (2) 高压气体压力泵 1.4检测程序
采用直接比较法，即用高压气体压力泵通过升压和降压将被检仪表在各检定点与标准器比较，逐点读取被检仪表和标准器示值，两者差值即为被检仪表的示值基本误差，示值基本误差也可以用其相对误差形式表示。
2.数学模型
R s p p p ∆=-
式中：p ∆—压力计各检定点示值误差，kPa 或MPa ；
R p —压力计各检定点正，反行示值，kPa 或MPa ；
s p —标准数字压力计各检定标准示值，kPa 或MPa 。
3.不确定度来源
0.05级数字压力计输出值测量的不确定度来源主要包括：
(1) 测量重复性的不重复引入的不确定度u A ，采用A 类方法评定； (2) 数字压力计溯源引入的不确定度u B1，采用B 类方法评定； (3) 工作介质高度差误差修正引入的不确定度u B2，采用B 类方法评定。
4.标准不确定度评定
4.1测量重复性的不重复引入的不确定度u A
标准不确定度u A 的来源主要是数字压力计的测量的重复性，可以通过连续测量得到测量列，采用A 类方法进行评定3.1 A 类不确定度由检定数据决定，所以必须有检定数据才能统计结果
以0.05级数字压力表(-100~250)kPa 为标准，具体数据见前面重复性验证数据，结果如下：
由此数据得到试验标准差为：
S i (p)＝
()
1
2
10
1
--∑=n p p
i i i
＝ 0.0000 MPa
u A （-80kPa ）=%0000.0%10010/80-/)(/=⨯=p S n S i
100kPa 由此数据得到试验标准差为：
S i (p)＝ ()
1
2
10
1
--∑=n p p
i i i
＝ 0.0000 MPa
u A （100kPa ）=%0000.0%10010/100-/)(/=⨯=p S n S i
250kPa
由此数据得到试验标准差为：
S i (p)＝
()
1
2
10
1
--∑=n p p
i i i
＝ 0.0000 MPa
u A （250kPa ）=%0000.0%10010/250/)(/=⨯=p S n S i
B 类不确定度的评定
4.2数字压力计溯源引入的不确定度u B1
标准不确定度u B1的来源主要是该数字压力计的示值误差，由上级检定部门出具的检定证书中给出准确度等级为0.05%，而在区间分布属均匀分布，
k B1区间半宽值a B1=0.05％，则标准不确定度：
u B1 =a B1/
k B1（2）0.05级数字压力表分辨率引入的标准不确定度（均匀分布）
u 3（3）数字真空表迟滞影响引入的标准不确定度
从该标准技术资料中可查到其最大迟滞为0.01%，此输入量为B 类不确定度，该误差分布遵从均匀分布 ：
0.006%00kPa 0.006kPa/1kPa 3100
0001.04==⨯=
u
4.3合成标准不确定度c u
重复性和分辨力引入的不确定度取大的，可得：
-80MPa ：()＝42
B122A u u u ++=δc u 0.03% 100MPa ：()＝42
B122A
u u u ++=δc u 0.03% 250MPa ：()＝42
B122A u u u ++=δc u 0.03%
4.4扩展不确定度U 的评定
k =2，所以扩展测量不确定度： -20MPa ：U l =0.06% （k =2） 20MPa ：U =0.06% （k =2） 40MPa ：U =0.06% （k =2）。