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摘?要 当前国家能源战略，对能源计量提出了较高要求。压力变送器作为重要的热工仪表，广泛应用于气体流量计量，在民用供暖、工业用热方面发挥着突出作用。鉴于压力变送器在工业生产中的重要作用，本文将按照JJG882-2004《压力变送器检定规程》的要求，根据流体静力学原理，使用直接比较法，在环境温度为23℃、湿度为50%RH条件下对准确度等级为0.5级的智能电动压力变送器进行测量不确定度评定。
关键词 压力变送器；示值误差；测量不确定度评定
中图分类号 TM9 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）112-0121-01
1 数学模型的建立
数学模型 ：
灵敏系数：
式中：ΔI—压力变送器的输出电流示值误差，mA；I—压力变送器的输出电流示值，mA；Im—压力变送器的电流输出量程，mA；I0—压力变送器的电流输出起始值，mA；P—压力变送器的输入压力值，Pa；Pm—压力变送器的压力输入量程，Pa。
2 输入量的标准不确定度分量的评定
2.1 输入量P的标准不确定度
压力校准的示值误差引入的不确定度：
该不确定度是来源于标准压力模块压力测量的准确度等级为0.05级，采用B类方法进行评定，测量的最大允许误差为±0.05%FS，标准压力模块的最大输出压力为2.5 MPa，则区间半宽度为α=0.00125MPa，遵从均匀分布，包含因子，则不确
定度为估计相对不确定度为5%，
则自由度ν（P）=200。
2.2 输入量I的标准不确定度
1）电流测量的示值误差引入的不确定度
该不确定度分量的主要来源是智能数字压力校验仪的电流测量最大示值误差，采用B类方法进行评定，其误差为±（0.02%读数±0.003%量程），数字压力校验仪的测量范围为（0-2.5）MPa，压力变送器的最大输出电流为20 mA，则区间半宽度为α=0.0047mA，遵从均匀分布，包含因子，则不确定度为
，估计相对不确定度为5%，
则自由度ν1（I）=200。
2）数值修约导致的不确定度
在对压力变送器进行计量检定时，判断压力变送器是否合格应以修约后的数据为准，因此，数值修约会产生不确定度，评定需考虑此不确定度分量。根据JJG882-2004，小数点后保留的位数应以舍入误差小于压力变送器最大允许误差的
～为限。按照规程这里要检定的0.5级电动压力变送器的
最大允许误差为±0.08 mA，则分散区间半宽度为α=0.0005mA，在此区间服从均匀分布包含因子，则不确定度为
估计相对不确定度为5%，则自
由度ν2（I）=200。
3）压力变送器输出电流的测量重复性引入的不确定度
该不确定度可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。在规程规定的条件下，在环境温度为23℃，相对湿度为50%RH的条件下，选取五台性能稳定的同种类型压力变送器，分别在0.00 MPa，0.40 MPa，0.80 MPa，1.20 MPa，1.60 MPa五个点，在重复性条件下，对其输出电流各进行10次独立测量。得到测量列以检定点为例，如表1所示。
用JJF1059-1999 中公式9计算在0.00 MPa点的测量结果的重复性实验标准偏差。单次实验标准差为
因为用公式9计算的实验标
准差只能说明0.00 MPa检定点重复性测量对该点的不确定度的贡献，不能代表其它检定点的情况，为了表示多个检定点实验结果的A类不确定，用合并样本标准差来计算在重复性条件多个检定点一次测量结果的实验标准差更为科学、合理。对其它检定点按照公式9计算单次实验标准差，共得五组计算结果，单次实验标准差为S1=0.0007mA，S2=0.0007mA，S3=0.0055mA，S4=0.0011mA，S5=0.0008mA。所以，合成样本标准差为
。实际测量情况，在重复性测量条件下
测量2次，以2次的测量算术平均值为测量结果，由此可得到由重
复性引起的测量不确定度为，其自由度为
ν3（I）=m×（n-1）=45。
4）输入量I的标准不确定度计算
各标准不确定度分量互相独立，输入量I的标准不确定度为
，有效自由度为。
3 合成标准不确定度分量汇总及扩展不确定度的评定
由于u（I）和u（P）相互独立，则合成标准不确定度为根据韦尔齐—萨特思韦特公式，有效自由度为
4 扩展不确定度评定
取置信概率p=95%，有效自由度νeff=328，将有效自由度近似取整为100，查表得包含因子kp=1.98。扩展不确定度U95=kp·uc=1.98×0.008mA=0.016mA。
5 测量不确定度的报告与表示
在规程规定的条件下，测量范围为（0-1.6）MPa的0.5级JH20D型智能压力变送器测量结果示值误差的扩展不确定度为U95=0.016mA，kp=1.98有效自由度νeff=328。按照JJG882-2004要求，包括整个检定设备在内检定时引入的扩展不确定度（MPEV测量仪表最大允许示值误差的绝对值），0.5
级压力变送器MPEV=0.5%×16mA=0.080mA，U95/MPEV=0.2，此值小于，则检定可行。
参考文献
[1]JJG882-2004，压力变送器检定规程[S].
[2]JJF1059-1999，测量不确定度评定与表示[S].
关键词 压力变送器；示值误差；测量不确定度评定
中图分类号 TM9 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）112-0121-01
1 数学模型的建立
数学模型 ：
灵敏系数：
式中：ΔI—压力变送器的输出电流示值误差，mA；I—压力变送器的输出电流示值，mA；Im—压力变送器的电流输出量程，mA；I0—压力变送器的电流输出起始值，mA；P—压力变送器的输入压力值，Pa；Pm—压力变送器的压力输入量程，Pa。
2 输入量的标准不确定度分量的评定
2.1 输入量P的标准不确定度
压力校准的示值误差引入的不确定度：
该不确定度是来源于标准压力模块压力测量的准确度等级为0.05级，采用B类方法进行评定，测量的最大允许误差为±0.05%FS，标准压力模块的最大输出压力为2.5 MPa，则区间半宽度为α=0.00125MPa，遵从均匀分布，包含因子，则不确
定度为估计相对不确定度为5%，
则自由度ν（P）=200。
2.2 输入量I的标准不确定度
1）电流测量的示值误差引入的不确定度
该不确定度分量的主要来源是智能数字压力校验仪的电流测量最大示值误差，采用B类方法进行评定，其误差为±（0.02%读数±0.003%量程），数字压力校验仪的测量范围为（0-2.5）MPa，压力变送器的最大输出电流为20 mA，则区间半宽度为α=0.0047mA，遵从均匀分布，包含因子，则不确定度为
，估计相对不确定度为5%，
则自由度ν1（I）=200。
2）数值修约导致的不确定度
在对压力变送器进行计量检定时，判断压力变送器是否合格应以修约后的数据为准，因此，数值修约会产生不确定度，评定需考虑此不确定度分量。根据JJG882-2004，小数点后保留的位数应以舍入误差小于压力变送器最大允许误差的
～为限。按照规程这里要检定的0.5级电动压力变送器的
最大允许误差为±0.08 mA，则分散区间半宽度为α=0.0005mA，在此区间服从均匀分布包含因子，则不确定度为
估计相对不确定度为5%，则自
由度ν2（I）=200。
3）压力变送器输出电流的测量重复性引入的不确定度
该不确定度可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。在规程规定的条件下，在环境温度为23℃，相对湿度为50%RH的条件下，选取五台性能稳定的同种类型压力变送器，分别在0.00 MPa，0.40 MPa，0.80 MPa，1.20 MPa，1.60 MPa五个点，在重复性条件下，对其输出电流各进行10次独立测量。得到测量列以检定点为例，如表1所示。
用JJF1059-1999 中公式9计算在0.00 MPa点的测量结果的重复性实验标准偏差。单次实验标准差为
因为用公式9计算的实验标
准差只能说明0.00 MPa检定点重复性测量对该点的不确定度的贡献，不能代表其它检定点的情况，为了表示多个检定点实验结果的A类不确定，用合并样本标准差来计算在重复性条件多个检定点一次测量结果的实验标准差更为科学、合理。对其它检定点按照公式9计算单次实验标准差，共得五组计算结果，单次实验标准差为S1=0.0007mA，S2=0.0007mA，S3=0.0055mA，S4=0.0011mA，S5=0.0008mA。所以，合成样本标准差为
。实际测量情况，在重复性测量条件下
测量2次，以2次的测量算术平均值为测量结果，由此可得到由重
复性引起的测量不确定度为，其自由度为
ν3（I）=m×（n-1）=45。
4）输入量I的标准不确定度计算
各标准不确定度分量互相独立，输入量I的标准不确定度为
，有效自由度为。
3 合成标准不确定度分量汇总及扩展不确定度的评定
由于u（I）和u（P）相互独立，则合成标准不确定度为根据韦尔齐—萨特思韦特公式，有效自由度为
4 扩展不确定度评定
取置信概率p=95%，有效自由度νeff=328，将有效自由度近似取整为100，查表得包含因子kp=1.98。扩展不确定度U95=kp·uc=1.98×0.008mA=0.016mA。
5 测量不确定度的报告与表示
在规程规定的条件下，测量范围为（0-1.6）MPa的0.5级JH20D型智能压力变送器测量结果示值误差的扩展不确定度为U95=0.016mA，kp=1.98有效自由度νeff=328。按照JJG882-2004要求，包括整个检定设备在内检定时引入的扩展不确定度（MPEV测量仪表最大允许示值误差的绝对值），0.5
级压力变送器MPEV=0.5%×16mA=0.080mA，U95/MPEV=0.2，此值小于，则检定可行。
参考文献
[1]JJG882-2004，压力变送器检定规程[S].
[2]JJF1059-1999，测量不确定度评定与表示[S].