1 測量不確定度

 

    1.1 測量不確定度的由來及組成

 

    測量不確定度是表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。測量過程中有許多引起不確定度的因素來源，如計(jì)量器具本身的誤差，取樣的代表性不夠，實(shí)際工作條件與標(biāo)準(zhǔn)工作條件不一致，所依據(jù)的理論不嚴(yán)密或所用的測量方法不完善，測量人員主觀因素和操作技術(shù)不規(guī)范等影響。由此可見，測量不確定度一般由許多分量組成，其中一些分量具有統(tǒng)計(jì)性，另一些分量具有非統(tǒng)計(jì)性。所有這些不確定度來源，影響到測量結(jié)果，都會對測量結(jié)果的分散性有影響。也就是說由于這些不確定度來源的綜合效應(yīng)，使測量結(jié)果的可能值服從某種概率分布。

 

    1.2 測量不確定度的種類

 

    不確定度依據(jù)其評定方法可分為 A 類和 B 類兩大類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

 

    A 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度：用統(tǒng)計(jì)方法評定的分量。表征 A 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的估計(jì)方差 u2，是由一系列重復(fù)觀測值計(jì)算得到的，即為統(tǒng)計(jì)方差估計(jì)值s2。標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u 為 u2的正平方根值，故 u＝s。

 

    B 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度：用非統(tǒng)計(jì)方法評定的分量。它是根據(jù)有關(guān)信息來評定的，即通過一個(gè)假定的概率密度函數(shù)得到，此函數(shù)基于事件發(fā)生的可信程度，即主觀概率或先驗(yàn)概率。

 

    合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：當(dāng)測量結(jié)果是若干個(gè)其他量的值求得時(shí)，按其他各量的方差和協(xié)方差算得的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用uc表示。

 

    擴(kuò)展不確定度：確定測量結(jié)果區(qū)間的量，合理賦予被測量之值分布的大部分可望含于此區(qū)間，用 U表示。

 

    2 精密壓力表測量不確定度評定

 

    2.1概述

 

    精密壓力表主要用于檢定一般壓力表，也可用于壓力或真空的精密測量，它的工作原理是彈簧管在壓力和真空作用下，產(chǎn)生彈性變形引起管端位移，其位移量通過機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行放大，傳遞給指示裝置，由指針指出被測壓力或真空值。

 

    ① 測量依據(jù)：JJG49- 1999《彈簧管式精密壓力表和真空表》檢定規(guī)程。

 

    ② 測量環(huán)境：溫度 20℃±3℃ ，相對濕度不大于 85%，環(huán)境壓力：大氣壓。

 

    ③ 測量標(biāo)準(zhǔn)：二等活塞式壓力計(jì)在上述環(huán)境條件下復(fù)現(xiàn)的壓力值的相對極限誤差為△rel＝±0.05％。

 

    ④ 測量過程：在規(guī)定的環(huán)境條件下，將精密壓力表安裝在二等活塞壓力計(jì)的檢定位置上，并要求密封無泄漏。平穩(wěn)地升壓或降壓，對各檢定點(diǎn)進(jìn)行示值檢定，對每一檢定點(diǎn)，在升壓（或降壓）檢定時(shí)，輕敲表殼后的示值與二等活塞式壓力計(jì)復(fù)現(xiàn)的壓力值之差為精密表在該檢定點(diǎn)的示值誤差。

 

    ⑤ 評定結(jié)果的使用：符合上述條件且測量限為0.4MPa～60MPa，精度等級為 0.4 級的彈簧管式精密壓力表，可使用本測量不確定度的評定結(jié)果。 

 

    2 .2 數(shù)學(xué)模型

 

    ΔP = P- PB

 

    式中 △P———精密表的示值誤差（MPa）

 

    P———精密表升壓（或降壓）檢定時(shí)輕敲表后的示值（MPa）

 

    PB———二等活塞式壓力計(jì)復(fù)現(xiàn)的壓力值（MPa）

 

    2.3 方差和靈敏系數(shù)

 

 

 

    2.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

 

①精密表示值不準(zhǔn)確引入的不確定度u（P）

 

a 測量重復(fù)性引入的不確定度 u1（P），屬 A 類不確定度分量。現(xiàn)以一只 0 MPa～2.5 MPa 的精密壓力表，在 1 MPa 處的測量為例，其 10 次測量值如表 1 所示。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    2.5 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表

 

    各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量見表2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    3 結(jié)語

 

    通過對精密壓力表測量結(jié)果不確定度分析，使我們掌握了測量結(jié)果不確定度的分析評定方法，也進(jìn)一步明白了檢定過程各個(gè)環(huán)節(jié)對測量結(jié)果的影響，為今后計(jì)量檢定工作及理論分析奠定了良好的基礎(chǔ)。

 

    參考文獻(xiàn)

 

    [1] JJF 1059- 1999，測量不確定度評定與表示[s].

 

    [2] JJG 49- 1999，彈簧管式精密壓力表和真空表[s]