基于GUM 法对压力表测量结果示值误差的不确定度评定及表示的研究

黄转弟

（天水市秦安县质量技术监督检测所，甘肃 秦安 741600）

1 测量基本条件及依据

1.1 测量标准

选取测量范围为（0～2.5）MPa，准确度等级为0.4 级，编号为98.9.55 的精密压力表。此表经天水市计量测试检定所检定合格，证书编号为TJYL2020-050，作为本级计量检定机构量值传递计量标准，本次实验选该表做为测量标准。主要辅助设备为YH160T 手动液压源。

1.2 测量依据

国家计量检定规程JJG52[1-2]。

1.3 测量对象

测量选取本实验室日常收检量最大，最具代表性的，1.6 级的普通压力表作为被测对象，本次实验选取的压力表编号为2005E2896，测量范围（0～2.5）MPa。

1.4 测量条件

1）环境温度：（20±5）℃；

2）环境湿度（RH）：不大于85%；

3）环境压力：大气压力；

仪表在检定前应在以上规定的环境条件下至少静置2 h[3]。

1.5 测量方法

采用压力校验器，通过升压检定和降压倒序反检将被检表的各检定点与标准器直接比较，逐点读取被检表示值。标准表与被测表两表的示值之差就是该点的示值误差。

2 测量模型

式中：δ 为被检点示值误差；p被为被检表在被测点上的示值；p标为标准表示值。

3 标准不确定度评定

1）由标准表误差传递引入的不确定度分量u1。

2）由重复性测量引入的不确定度u2。

3）由被测表读数分辨力引入的不确定度分量u3。

4）由温度变化引入的不确定度分量u4。

5）由弹性元件弹性后滞引进的不确定度u5。

（其中：由于示值重复性测量引入的不确定度u2在评定时已经包含了分辨力的影响，因此取u2、u3两个中较大者进行合成不确定度的计算。）

4 标准不确定度的评定方法

本次实验以1.0 MPa 检定点举例说明。

4.1 由标准表误差传递引入的不确定度分量u1

由于不确定度具有可传播性，本次测量使用的标准表准确度等级为0.4 级、测量范围为0～2.5 MPa，在检定点1.0 MPa 处的最大允许误差为0.01 MPa 即为区间半宽度a。假设在区间服从均匀分布，，则标准不确定度为：a=（0.4×2.5）/100=0.01 MPa；u1=a/k=0.01/=0.005 8 MPa。

4.2 由重复性测量引入的不确定度u2

选择1.0 MPa 处为测量点，在重复性条件下反复测量10 次，测得数据pi如表1 所示。

表1 不确定度示值测量表

4.3 由被测压力表分辨力引入的不确定度分量u3

被测压力表分度值为0.05 MPa，分辨力为0.025 MPa，区间半宽度为0.025 MPa，假设服从均匀分布，k 取，则其标准不确定度为：

4.4 由温度变化引入的不确定度分量u4

由于在实验室环境温度（20±5）℃下压力表采取了温度补偿措施，因此在本次实验中由温度变化引起的不确定度可忽略不计[4]。

4.5 由弹性元件弹性后滞引进的不确定度u5

压力表示值读数按分度值1/5 估读，相对误差：

5 合成不确定度

5.1 不确定度分量一览表（表2）

由表2 得知，被测表读数分辨力引入的不确定度为0.014 MPa，大于由重复测量引入的不确定度0.005 6 MPa，因此只考虑被测表分辨力引入的不确定0.014 MPa。

表2 不确定度分量一览表

5.2 合成不确定度的计算

在本例中，所用模型为线性函数模型，且各输入量之间不相关，因此合成不确定度为：

6 扩展不确定度

取包含概率为95%，对应包含因子k 取2，则扩展不确定度为：

7 测量结果表示

测量结果的表达是检测报告最终结果的呈现，完整的测量结果包括被测量的最佳估计值和测量不确定度两部分。不确定的传播性决定了提供的不确定度应具有充分的信息以便人们正确使用。同时测量结果应遵循与其测量不确定度的末位对齐的原则。

综上，本次测量结果表示如下：