摘 要：在计量测试单位的计量检定工作中，压力表标准装置广泛地被用于检定一般压力表，以更有效地提高压力表的准确度及使用价值。本文就0.1级压力表的不确定度从各个方面进行了探讨，旨在为此类的评定提供参考。
关键词：压力表；测量结果；不确定度；评定
中图分类号：tp931 文献标识码：a
压力表已被列入强制检定的范畴，在安全防护、环境监测及质量控制等环节都起着举足轻重的作用。然而，在开展压力表检定工作的时候，必须通过正确的评定来确定压力表标准装置和压力表测量不确定度，以便建立起正确的压力表装置。本文则从多个有关压力表测量结果的不确定度的方面出发，对压力表测量的不确定度进行了评定。
1测量概述
（1）环境条件：室温（20±5）℃。
（2）测量标准：二等活塞压力计，不确定度：二等。
（3）被测对象：压力表，测量范围（1～60）mpa。
（4）测量原理及其组成：二等活塞式压力计是根据流体静力平衡原理设计制造的。其工作原理就是基于活塞本身重量和加在活塞上的专用砝码重量，与作用在活塞面积上所产生的压力相平衡。
检定压力表的方法是把被检表装在压力计接头上，在活塞承重盘上加放专用砝码，然后用造压泵加压，读取被检压力表与专用砝码产生的标准压力值平衡时的示值，得出被检压力表的示值误差。检定原理图如图1所示：
2数学模型
根据弹簧管式压力表和真空压力表的检定方法，可建立如下数学模型：
式中：δ-被检压力表示值误差；p1-被检压力表示值；p2-标准压力值。WWW.11665.coM
3不确定度的评定
由数学模型可知，用二等活塞压力计检定压力表，其误差来源有二等活塞压力计本身的误差和被检定压力表的误差。
3.1输入量标准测量不确定度的评定
3.1.1测量方法
弹簧管式压力表和真空压力表的示值误差通常用二等活塞压力计进行测量，检定时压力从零位开始，平稳地升压或降压，对各检定点（不少于8点）进行示值检定，当示值达到测量上限后，切断压力源（或真空源），耐压3min，然后按原检定点平稳地升压或降压回检。检定点各次的读数与该点标称值的最大偏差为被检定点的示值误差。
3.1.2标准不确定度分量的分析与计算
为了便于定量分析和评定，以检定一只0.1级，分度值为0.2mpa，量程为0～25mpa的压力表为例进行计算评定，其它各类表方法与其一样。其中pn为被检压力表的量程。
（1）输入量p的标准不确定度u1的评定。
标准不确定度u来源主要由以下几个分项构成：
测量重复性引起的不确定度分项u1a；读数误差引起的不确定度分项u1b；数据修约误差引起的不确定度分项u1c。
第一，u1a的评定：在相同条件下，对被检压力表全量程重复检定10次，发现20mpa点的变化最大，所以就用该组数据进行计算，这样所合成的扩展不确定度较大，结论更安全、可靠。由于是观测列，故采用a类评定。该点的测量列为：20.02mpa、20.00mpa、20.04mpa、20.00mpa、20.04mpa、20.02mpa、20.04mpa、20.02mpa、20.00mpa、20.02mpa。
用贝塞尔公式计算单次测量结果的实验标准差：
实际工作中，各检定点升压、降压各测量三次，于是有：
其标准不确定度为：
100﹪=0.0065/25×
100﹪=0.026﹪
自由度：v1a=n-1=9。
第二，u1b的评定：被检压力表读数时应估读到分度值的1/10，该误差分布服从均匀分布k=3，采用b类评定，则其估算值可信度一般，估计，则
其估算值可信度一般，估计△u（xi）/ u（xi）=0.25，则v1b=8。
第三，u1c的评定：最大修约误差为分度值1/10的一半，且服从均匀分布，k=3，采用b类评定，则：
其估算值可信度一般，估计△u（xi）/ u（xi）=0.25，则v1c=8。
第四，u1的计算：由于三个分项互不相关，所以
按韦尔奇-萨特思韦特公式，则自由度为：
（2）输入量p2的标准不确定度u2的评定。由于检定时测量温度与标准温度20℃非常接近，且被检压力表指针中心轴与活塞下端面基本处于同一水平面，所以这里不考虑温度和液柱差带来的不确定度。因此，输入量p2的标准不确定度u2主要由以下几个分项构成：
标准器二等活塞式压力计检定时标准
自身带来的不确定度u2a；专用砝码配重误差带来的不确定度分量u2b。
第一，u2a的评定：由于二等标准活塞压力计的基本误差为0.05%，包含因子k=3，采用b类评定，u2a=（0.05%/3）×100%=0.017%，u2a的估算为标准正态，很可靠，则自由度为v2a=∞。
第二，u2b的评定：由于专用砝码的精度为±0.02%，该项误差概率服从均匀分布，k=3，采用b类评定，则
，
其估算值很可靠，则自由度为v2b=∞。
第三，u2的计算：由于两个分项互不相关，所以
按韦尔奇-萨特思韦特公式，则自由度为：
3.2合成标准不确定度的评定
3.2.1不确定度总结
（1）灵敏系数。
由数学模型δ=p1-p2求导得：
p1的灵敏系数
p2的灵敏系数
（2）标准不确定度汇总表。
将得到各项不确定度分量和相关信息记录在表格，表格从略。
3.2.2合成标准不确定度的计算
（1）合成标准不确定度u（△f）。
由于各项不确定度分量彼此独立，互不相关，所以合成标准不确定度可按下式得到：
（2）合成标准不确定度的有效自由度。
按韦尔奇-萨特思韦特公式，则自由度为：
为方便使用，可近似取20，这样在同样置信概率下查表所得包含因子k值较大而比较安全。
3.3扩展不确定度的评定
取置信概率p=95%，按有效自由度veff=20，由t分布表kp=t95（20）=2.09；扩展不确定度u95=kp×uc=0.13%。故，压力表测量结果的扩展不确定度为：u95=0.13%，veff=20，k=2.09。
结语
综上所述，因为计量和测试压力表的报告数据及其重要，所以必须重视数据的准确性，这就要求我们要正确且全面的去评定压力表测量结果的不确定度，并确保它的准确度无误。而且，我们要通过实践，吸取经验，根据规定的要求进行评定，在保证检定准确度的同时，还要符合测量技术的要求。
参考文献
[1]王亚平.一般压力表示值误差测量结果的不确定度评定[j].城市建设理论研究，2011（20）.
[2] 赵海涛，梁红缨.精密压力表法检定一般压力表测量结果的不确定度评定[j].品牌与标准化，2012（z2）.
