压力表示值误差测量结果的不确定度评定

门艳丽米娜

摘要：测量的目的是确定被测量的值，可以帮助人们认识事物。测量结果的质量会影响国家和企业的经济效益，如何更科学合理地保证测量结果的准确性，一直是计量工作者关注的热点。由于真值在一般情况下是无法得知的，因而测量结果的误差在实际测量中也是无法准确得知的。但是人们在很长一段时间都是用误差分析来评价测量结果的质量。因此人们对用误差来定量表示测量结果的质量存在着不同的意见与分歧。

关键词：一般压力表；示值；误差测量结果

引言：

“测量”是人类认识和改造客观世界的一种必不可少的手段，是从客观事物中取得定量信息，以获得物体或物质某些特性的数字特征，使人们对物体、物质和自然现象属性的认识达到从定性到定量的转化。在量测领域，长期以来一直被广泛采用的是基于误差理论的数据处理方法。误差理论是从测量结果偏离真值的程度这一角度来描述测量结果质量的。但由于真值在绝大多数情况下是不可知的，只能用约定真值来代替，故测量真实的误差通常也是不可知的。比较来说，不确定度理论用误差在某一置信概率下可能落入的区间来表征测量结果的质量，这一做法更符合客观情况，更具有科学性。但由于不确定度无论在理论概念上还是在评定的具体操作过程上均显得繁琐，故从计量检定人员的使用习惯讲，存在着接受和使用上的不情愿。另一方面，评定测量不确定度长期被视为测量的附属工作，有时甚至被看似可有可无而遭忽视.但实际上，测量不确定度是一个完整测量结果中必不可少的一部分，若缺失这一参数，很多测量结果会变得毫无意义。

1概述

评定与测量依据：JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》

测量环境条件：测量温度为（20±5）°C；相对湿度≤85％；环境压力是大气压；测量前，压力表应在规定的环境条件下放置至少2小时。

测量标准：测量标准器具选用YB-150型0.4级（0～1.6）MPa弹簧式精密压力表。

测量对象：1.6级（0～1.6）MPa弹簧式一般压力表。

2测量模型

根据校准要求，被测表的示值误差可以写成这种模式：Δp＝ps-px式中：ΔP——被测一般压力表示值误差；ps——被测一般压力表的示值；px——标准压力表的示值。

3标准不确定度分量的评定

3.1被测压力表重复性测量引入的不确定度分量

来源可以通过重复实验来测量。精密压力计0.4（0-1.6）MPa用作检测压力压力MPa1.6（0-1.6）MPa的标准装置。测量仪表上的测量点为0.8MPa。进行10次自由测量，重复10次行程，计算n=10，得到p=0.787MPa。

用贝塞尔公式算得实验标准差：

算术平均值的实验标准差为：

3.2环境温度影响引入的标准不确定度分量

t=±5°C，半宽间隔a=5°C，概率分布遵循均匀分布，取输入因子，则压力环境温度引起的标准不确定分量u2为：

3.3被测压力表示值估读引入的标准不确定度分量

测得的压力表为1.6（0~1.6）MPa，刻度值为0.05MPa。估计误差为0.01MPa，间隔宽度的一半为0.01MPa。跟随误差遵循均匀分布，取输入因子，由测量的压力表示值引入的标准不确定性分量u3是：

3.4精密压力表的准确度引入的不确定度分量

由于精度压力精度误差本身，精度等级为0.4，测量范围为（0~1.6）MPa，允许的0.8MPa测量误差为±0.0032Mpa，半宽度为0.0032MPa，以下常见误差分布，取因子输入k=2.58，由精度精度精度引入的u4不确定分量为：

4合成标准不确定度uc

5扩展不确定度U

取k=2，U=kuc，=2×0.00686=0.01372MPa≈0.014PMa

6测量不确定度报告

本次测量1.6级（0～1.6）MPa弹簧式一般压力表，在0.8MPa测量点的测量结果为0.787MPa，扩展不确定度为U=0.014MPa，k=2。

结束语：

在测量甚至科学研究的许多领域，人们自觉使用不确定度、研究降低不确定度的方法已越来越成为习惯，且已逐渐成为一种趋势。未来对不确定度理论的应用，必然会渗透到测量乃至科学研究的各个领域和范畴。一个测量结果，如果其准确程度不明，它的实际意义会大打折扣，甚至变得毫无意义。因此，对测量结果的准确度进行评估，是测量工作必不可少的一个环节，测量不确定度理论正是为了完成这一任务而产生的。

参考文献：

[1]JJF1059.1-2012，测量不确定度评定与表示[S].

[2]宋明顺，方兴华，黄佳，张俊亮.校准和检测中微小样本测量不确定度评定方法研究[J].仪器仪表学报，2014，35（02）：419-426.