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[摘 要]压力表是常见的计量器具,广泛应用于各个领域,使用好压力表是每个安全工作者的责任。本文依据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》的技术规范,以企业用1.6级工作压力表为例,分析说明其测量不确定度来源、评定方法及步骤,并确立在测量不确定度评定中,相关问题被认为确定或被忽略的现象,确定了避免这种情况时应该采用的公式,从而保护用户和实验室的利益。
[关键词]压力表;示值误差;测量不确定度
中图分类号:TH812 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)03-0282-01
根据国家实验室认可标准GB/T15481-2000中的要求,实验室要对检测项目的测量不确定度进行评定。相关校准实验室与计量检定机构要开展相关业务,必须要具备不确定度评定的能力。测量不确定度是指由于测量误差的存在,对被测量值的不能肯定的程度。它是测量结果质量的指标。不确定度越小,得到的结果与测量的真实值越接近,质量越高,使用价值就越高;反之,不确定度越大,其测量结果质量越低,使用价值也越低。在报告测量结果时,必须给出相应的不确定度。既便于评定其使用的可靠性,也增强了测量结果之间的可比性。
压力表是常见的计量器具,广泛应用于各个领域。它能直观地显示出各个工序环节的压力变化,洞察产品或介质流程中的条件形成,监视生产运行过程中的安全动向,并通过自动连锁或传感装置,构筑了一道迅速可靠的安全保障,为防范事故、保障人身和财产安全发挥了重要作用,被称作安全的"眼睛"。使用好压力表是每个安全工作者的责任。本文依据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》的技术规范,以企业用1.6级工作压力表为例,分析说明其测量不确定度来源、评定方法及步骤,并确立在测量不确定度评定中,相关问题被认为确定或被忽略的现象,确定了避免这种情况时应该采用的公式,从而保护用户和实验室的利益
1 概述
1.1 被测对象:1.6级一般压力表。
1.2 测量过程:将精密压力表和被检一般压力表安装在同一台压力表校验器上,检定时,用手轮造压,采用直接比较校准方法,确定被检表的误差。根据被检表的级别和量限,计算出允许误差值,并以此值来衡量被检表的零点偏差,示值变动性及示值误差。示值误差是以检定点上被检表正反行程示值中最大偏差为结果,而检定点(标称值)压力则由精密压力表产生,不作修正。
1.3 评定结果的使用:
2 数学模型
δ被=P被-P标
式中:δ被—被检表示值误差;
P被—检定点上被检表示值;
P标—精密压力表产生的标准压力值。
3 分量标准不确定度的分析计算
被检表为1.6级、0–1MPa,分度值为0.02MPa的压力表。在其示值检定中用误差最大点0.6MPa的数据进行分析计算,以引用值来表示。
3.1 由重复性测量引入的不确定度
被检表1检定数值:
共重复5次正反行程,计n=10:P(——)10=0.6258MPa
用贝塞尔公式计算的单次试验标准差S(P)及平均标准差S(P(_))
S(P)=√(Pi-P(_))2/(n-1)=4.22×10-4MPa
S(P(_))=S(P)/√10=1.33×10-4MPa
u1=S(P(_))/P×100﹪=0.013%
自由度:ν=10-1=9
3.2 ΔPt项
环境温度对标准器,被检表均产生影响.规程规定检定1.6级压力表的温度范围为(20±5)℃,该温度对标准器的影响已包含在其0.25﹪准确度内,此处不再重复分析。对被检表的影响原始量为Δt=5℃,日常工作中产生这个温度误差其分布应属均匀分布,故:
U2=(0.00004×5×1)/(1×√3)×100﹪=0.115%
其估算值可靠,故自由度为:ν=∞
3.3 轻敲被检表示值变动量U3
《JJG52-1999检定规程》规定,示值变动量是允许基本误差的1/2,其误差概率分布属均匀分布,为B类不确定度,故:
U3=[1/2×(1×1.6%)]/(1×√3)×100﹪=0.462%
其估算值可靠性为25%,故
自由度取:ν=1/2×(25%)-2=8
3.4 ΔP估读项
对指针指示类刻度仪表,要求估读至分度值的1/5。由于操作者的固有读数习惯及指针与刻度盘间有距离,视线可能产生偏角,因此估读不可靠性同样以1/5分度值估计,该误差分布遵从均匀分布,为B类不确定度,
因为,检表分度值θ=0.02Mpa,所以,
U4=(1/5×0.02)/(1×√3)×100﹪=0.231%
其估算值可靠性约50﹪,故自由度为:ν=1/[2×(50﹪)2]=2
3.5ΔP取舍项
在运算时将测得值修约至被检表估读值(即分度值的1/5),取或舍的修约误差为估读值的1/2,分布属均匀分布:
U5=1/2×U4=0.115﹪
其估算值可靠性约25﹪,故自由度为:ν=1/[2×(25﹪)2]=8
3.6 标准不确定度的影响量U6
由精密压力表本身的误差引起,准确度等级为0.25%(p=0.99),误差概率服从正态分布,为B类不确定度(用引用误差形式表示),故:
U6=(p×0.25%)/(p×2.58)×100%
=(1×0.25%)/(1×2.58)×100%
=0.097%
其估算可靠,故自由度取:ν=∞
4 标准不确定度一览表
以上各分量独立不相關。按方和根法合成标准不确定度。
5 合成标准不确定度
Uc=√0.0132+0.1152+0.4622+0.2312+0.1152+0.0972
=0.550%
7.扩展不确定度(K取2)
U=k×Uc=2×0.550﹪=1.10﹪
参考文献
[1] JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》.
[关键词]压力表;示值误差;测量不确定度
中图分类号:TH812 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)03-0282-01
根据国家实验室认可标准GB/T15481-2000中的要求,实验室要对检测项目的测量不确定度进行评定。相关校准实验室与计量检定机构要开展相关业务,必须要具备不确定度评定的能力。测量不确定度是指由于测量误差的存在,对被测量值的不能肯定的程度。它是测量结果质量的指标。不确定度越小,得到的结果与测量的真实值越接近,质量越高,使用价值就越高;反之,不确定度越大,其测量结果质量越低,使用价值也越低。在报告测量结果时,必须给出相应的不确定度。既便于评定其使用的可靠性,也增强了测量结果之间的可比性。
压力表是常见的计量器具,广泛应用于各个领域。它能直观地显示出各个工序环节的压力变化,洞察产品或介质流程中的条件形成,监视生产运行过程中的安全动向,并通过自动连锁或传感装置,构筑了一道迅速可靠的安全保障,为防范事故、保障人身和财产安全发挥了重要作用,被称作安全的"眼睛"。使用好压力表是每个安全工作者的责任。本文依据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》的技术规范,以企业用1.6级工作压力表为例,分析说明其测量不确定度来源、评定方法及步骤,并确立在测量不确定度评定中,相关问题被认为确定或被忽略的现象,确定了避免这种情况时应该采用的公式,从而保护用户和实验室的利益
1 概述
1.1 被测对象:1.6级一般压力表。
1.2 测量过程:将精密压力表和被检一般压力表安装在同一台压力表校验器上,检定时,用手轮造压,采用直接比较校准方法,确定被检表的误差。根据被检表的级别和量限,计算出允许误差值,并以此值来衡量被检表的零点偏差,示值变动性及示值误差。示值误差是以检定点上被检表正反行程示值中最大偏差为结果,而检定点(标称值)压力则由精密压力表产生,不作修正。
1.3 评定结果的使用:
2 数学模型
δ被=P被-P标
式中:δ被—被检表示值误差;
P被—检定点上被检表示值;
P标—精密压力表产生的标准压力值。
3 分量标准不确定度的分析计算
被检表为1.6级、0–1MPa,分度值为0.02MPa的压力表。在其示值检定中用误差最大点0.6MPa的数据进行分析计算,以引用值来表示。
3.1 由重复性测量引入的不确定度
被检表1检定数值:
共重复5次正反行程,计n=10:P(——)10=0.6258MPa
用贝塞尔公式计算的单次试验标准差S(P)及平均标准差S(P(_))
S(P)=√(Pi-P(_))2/(n-1)=4.22×10-4MPa
S(P(_))=S(P)/√10=1.33×10-4MPa
u1=S(P(_))/P×100﹪=0.013%
自由度:ν=10-1=9
3.2 ΔPt项
环境温度对标准器,被检表均产生影响.规程规定检定1.6级压力表的温度范围为(20±5)℃,该温度对标准器的影响已包含在其0.25﹪准确度内,此处不再重复分析。对被检表的影响原始量为Δt=5℃,日常工作中产生这个温度误差其分布应属均匀分布,故:
U2=(0.00004×5×1)/(1×√3)×100﹪=0.115%
其估算值可靠,故自由度为:ν=∞
3.3 轻敲被检表示值变动量U3
《JJG52-1999检定规程》规定,示值变动量是允许基本误差的1/2,其误差概率分布属均匀分布,为B类不确定度,故:
U3=[1/2×(1×1.6%)]/(1×√3)×100﹪=0.462%
其估算值可靠性为25%,故
自由度取:ν=1/2×(25%)-2=8
3.4 ΔP估读项
对指针指示类刻度仪表,要求估读至分度值的1/5。由于操作者的固有读数习惯及指针与刻度盘间有距离,视线可能产生偏角,因此估读不可靠性同样以1/5分度值估计,该误差分布遵从均匀分布,为B类不确定度,
因为,检表分度值θ=0.02Mpa,所以,
U4=(1/5×0.02)/(1×√3)×100﹪=0.231%
其估算值可靠性约50﹪,故自由度为:ν=1/[2×(50﹪)2]=2
3.5ΔP取舍项
在运算时将测得值修约至被检表估读值(即分度值的1/5),取或舍的修约误差为估读值的1/2,分布属均匀分布:
U5=1/2×U4=0.115﹪
其估算值可靠性约25﹪,故自由度为:ν=1/[2×(25﹪)2]=8
3.6 标准不确定度的影响量U6
由精密压力表本身的误差引起,准确度等级为0.25%(p=0.99),误差概率服从正态分布,为B类不确定度(用引用误差形式表示),故:
U6=(p×0.25%)/(p×2.58)×100%
=(1×0.25%)/(1×2.58)×100%
=0.097%
其估算可靠,故自由度取:ν=∞
4 标准不确定度一览表
以上各分量独立不相關。按方和根法合成标准不确定度。
5 合成标准不确定度
Uc=√0.0132+0.1152+0.4622+0.2312+0.1152+0.0972
=0.550%
7.扩展不确定度(K取2)
U=k×Uc=2×0.550﹪=1.10﹪
参考文献
[1] JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》.