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摘要 本文根据GJB2749A-2009和JJG49-2013《弹性元件式精密压力表和真空表》检定规程的要求，采用精密压力表检定装置对0.25级弹性元件式精度进行检定。压力计。 分析研究检定装置标准制定过程中测量结果的不确定度，讨论与不确定度密切相关的概率分布和包含因子取值、分辨率和重复性、不确定度源的选择等。 同行建设标准提供参考。

关键词 精密压力表 检定装置 不确定度

0 前言

压力表广泛应用于科研、生产和航空设备，具有显示稳定、操作方便等特点。 为保证压力表技术指标的准确可靠和数值的溯源性，建立了精密压力表校验装置。 主要供货对象为0.25级及以下精密压力表精密压力表检定规程，检定压力范围为（-0.09～60）MPa。

1 计量标准的组成及工作原理 1.1 组成

它由0.05级数字精密压力表和压力发生器（便携式气泵、台式压力泵）按检定要求连接而成，其性能参数见表1。

表1：主要标准及其配套设备的性能

1.2 工作原理

精密压力表检定装置的工作原理是根据帕斯卡定律（密闭容器中液体等效转移所受的压力），采用0.05级精密压力表作为标准装置，连接如图1所示在验证过程中，采用直接比较法来衡量传值。 按检定规程检定方法，将不同量程的被检压力表和精密数显压力表安装在同一闭式压力回路的检定装置上进行比较，读取被检仪表示值与被检仪表示值。分别标定表计，并计算被测压力表。 压力表的示值误差、回位误差和分接位移作为判断压力表测量值是否符合技术要求的依据。

图1：精密压力表校验装置工作原理

1.3 基于程序

JJG49-2013《弹性元件式精密压力表和真空表》。

GJB2749A-2009《军用计量计量标准建立和维护通用技术条件》。

2 测量标准的重复性

根据GJB 2749A，本文选用重复性较好的0.25级YB-150B精密压力表作为被测对象，对装置的重复性进行评价。

2.1（0～4）MPa精密数字压力表的重复性

用编号为211H20080008的0.05级精密数字压力表测试量程为（0-6.0）MPa、编号为AU20044013的YB-150B型精密压力表，以其4MPa点为测试点。 在装置正常条件下，重复等精度测量10次，测量值见表2。

表 2

可以计算出（0~4）MPa精密数字压力表的重复精度为S=0.00158（MPa）。 该重复性数据始终用于不确定性评估。

2.2 精密数字压力表与其他量程的重复性

测试点的选择和计算同上。

3 测量结果的不确定度评定 3.1 概述

(1)测量依据：JJG49-2013《弹性元件式精密压力表和真空表》。

(2)测量环境条件：温度(20±2)℃，湿度≤80%RH。

(3) 测量标准：0.05级精密数字压力表。

(4)被测对象及评价点：测量范围：0～4MPa，精度等级：0.25级，4MPa点。

(5)测量方法：直接比较法。

(6)使用条件：满足上述条件的测量结果，一般可参照本方法评定测量结果的不确定度。

3.2 测量不确定度的数学模型及来源分析

根据压力测量的原理和方法，建立了被测数学模型。 示值误差的计算公式为：

式中：△——示值误差（MPa）；

P——被检仪表某一检定点的指示值（MPa）；

表 3：MPa 点的标准不确定度分量汇总

Ps——标准表检定点示值（MPa）。

可以得出结论，示值误差的测量不确定度主要来自被测仪表读数和标准仪表本身误差的影响。 与测量标准相关的不确定性来源有：

(1) 测量重复性引入的标准测量不确定度u P ；

(2) 主标准误差引入的标准测量不确定度u Ps ；

(3) 被测仪表的估算读数引入的标准测量不确定度uP；

(4) 环境温度引入的标准测量不确定度u PT。

分析JJG49-2013的要求，uP应考虑被测仪表的定值对测量结果的影响。 根据被测仪表技术规范的规定，在标准温度条件下，对其精度等级没有影响，u PT 可忽略不计。 综合后，其测量模型为：

式中：P——被检仪表某检定点估算读数引入的误差（MPa）。

由以上分析可知，输入量是相互独立、不相关的，因此根据测量模型和不确定度传播规律公式，可以得到被测估计值的组合标准不确定度。 因此，应变系数计算如下：

考虑到被测仪表读数的重复和估计引入的误差，综合标准不确定度时应舍弃两者中较小的值。

3.3 标准不确定度分量的评价

3.3.1 测量重复性引入的标准测量不确定度

A类方法用于评估。 通过对检测点的重复测量，根据贝塞尔公式计算实验标准偏差S作为重复性的定量表示。 (0~4)MPa精密数字压力表在4Mpa点的重复性直接取，S=0.00158(MPa)。 测量次数为10次，则测量重复性引入的标准测量不确定度计算为：

3.3.2 主标准误差引入的标准测量不确定度

采用B类方法进行评价。 计量标准为0.05级，量程为4MPa精密数字压力表，最大公差计算为：

其区间半宽a=0.00020MPa，按均匀分布估计，则其标准不确定度计算为：

测量标准引入的标准不确定度分量。

3.3.3 被测仪表估算引入的标准不确定度

压力表的最小分度值为0.02MPa，规程规定人员可以估算读取最小分度值的1/5，估算误差为0.004MPa，故半宽a=0.002MPa，估算根据均匀分布，则其标准不确定度计算为：

3.3.4 环境温度引入的标准测量不确定度uB3

此项已按要求忽略。

3.4 标准不确定度分量的总结与综合

3.4.1 不确定性成分总结

综上所述，精度等级为0.25的（0-4）MPa精密压力表在4MPa点的标准不确定度分量如表4所示。

3.4.2 复合标准不确定度计算

由于各分量相互独立、互不相关，考虑到被测仪表读数的重复性和估计引入的误差的重复性，当标准不确定度为合成的。 较小的值向下舍入。 因此，组合标准不确定度：

3.4.3 扩展的不确定性

取 k=2，扩展的不确定性为：

从不确定度分量表可以看出，标准引入的不确定度分量较小，被测件本身引入的不确定度分量占主要贡献精密压力表检定规程，不确定度基本满足要求。

可以认为测得的分布近似为正态分布，当k=2时，U确定的区间的包含概率约为95%。