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摘要：介绍了0.4级弹性元件精密压力表测量结果的主要不确定度来源，以及精密压力表不确定度评定的步骤和方法，并给出了结果。

关键词：弹性元件式精密压力表； 测量结果； 不确定性评价

1 概述

1.1 测量依据

《弹性元件式精密压力表、真空表检定规程》（JJG49-2013）。

系统PC上位机在Microsoft Visual Studio 2010软件开发环境下使用C#语言完成。 其主要功能是实时接收串口数据，利用基于初始相位和谐波理论的准同步DFT校正算法[16-17]，实时计算得到两路信号的相位差，得到得到的相位差结果作为评价螺栓连接健康状况的判断依据。 并具有数据保存和实时波形显示功能。 软件流程图如图6所示。

温度（20±3）℃，相对湿度≤85%，环境压力为大气压。 检定前，精密压力表应在规定的环境条件下静置至少2小时，方可进行检定等操作。

1.3 测量标准

为二级标准活塞式压力表，量程为（0-60）MPa弹性元件式精密压力表和真空表，精度等级为0.05级。

1.4 测量对象

是一种精度等级为0.4级，测量范围为（0-10）MPa的弹性元件式精密压力表。

1.5 测量方法

根据弹性元件式精密压力表和真空表检定规程中的检定方法，直接将二级标准活塞式压力表的示值与被检精密压力表的示值进行比较进行测量。

2 测量模型

ΔP=Pb–Pa

式中：ΔP——精密压力表的示值误差(MPa)；

Pb——精密压力表的示值（MPa）；

Pa——活塞式压力表的示值（MPa）。

3 方差和灵敏度系数

因为 Pb 和 Pa 独立不相关，所以复合方差为：

式中：uc——测量结果的综合标准不确定度；

ub——精密压力表的测量标准不确定度；

ua——活塞式压力表引入的标准不确定度。

4 标准不确定度的来源

弹性元件精密压力表的测量重复性。

弹性元件式精密压力表的分辨率。

标准装置二等活塞式压力表的精度。

5 标准不确定度的评定

5.1 精密压力表测量重复性引起的不确定度

由测量的重复性引起的不确定度是 A 类不确定度。 选择量程为（0-10）MPa的0.4级精密压力表各检定点依次检定，每点测量10次。 以5MPa测试点为例，测量数据如下：5.005、5.010、5.005、5.015、5.010、5.020、5.005、5.015、5.010、5.025（单位：MPa）。

平均值为5.012MPa。

通过贝塞尔公式计算得到的单个测量值的实验标准差为：

自由度v=n-1=9。

类似地，其他测试点的不确定度可以如表1所示进行测量。

表格1

从表中可以看出，6MPa检定点的不确定度最大，故精密压力表测量重复性引起的不确定度为u1=0.00217MPa，自由度v1=9。

5.2 精密压力表分辨率引起的标准不确定度

0.4级10MPa精密压力表的分度值为0.05MPa。 根据检定规程的规定，测量值按分度值的十分之一估算，最小示值误差为0.005MPa。由分辨率引起的不确定度分量为B类不确定度弹性元件式精密压力表和真空表，视为均匀分布，包括因子

，区间的半宽a=0.005/2=0.0025，所以精密压力表的分辨率引起的标准不确定度

，估计Δu2/u2=0.10，其自由度v2=50。

5.3 标准装置二级活塞压力表引起的标准不确定度

二等活塞式压力表的精度等级为0.05级，允许误差为±0.05%。 其引入的标准不确定度分量属于B型不确定度，在区间内均匀分布，包含因子

. 活塞式压力表的误差为相对误差，被测精密压力表各检定点引入的不确定度分量如表2所示。

表 2

活塞式压力表引起的不确定度u3取最大值，故u3=0.00289MPa，推算Δu3/u3=0.10，其自由度v3=50。

6 综合标准不确定度

每个标准不确定度分量如表 3 所示。

由于分量是独立且不相关的，因此组合标准不确定度为：

表3

复合标准不确定度的有效自由度 veff。

7 扩展的不确定性

取置信概率P=95%，veff=58，查t分布表得到k=2.01。

扩展不确定度为 U95=kuc=0.0078MPa。

8 不确定性报告

量程为0.4（0～10）MPa的弹性元件式精密压力表测量结果的扩展不确定度U95=0.0078MPa，veff=58，k=2.01。