摘要: 便攜式壓力校驗儀是一種高精度的通用標準校驗儀器。它操作性強，適用于多種現場(chǎng)校驗。本文以DPI 型便攜式數字壓力校驗儀的測量不確定度為例，論述了壓力校驗儀的測量方法、誤差來(lái)源及其測量不確定度的評定，#后給出了一些相關(guān)建議。
1 概述
壓力儀表工作現場(chǎng)的環(huán)境條件與檢定實(shí)驗室的環(huán)境條件截然不同，有的現場(chǎng)工作條件惡劣，使用壓力現場(chǎng)校驗儀在生產(chǎn)和工作現場(chǎng)對壓力儀表、壓力傳感器及壓力測量控制系統進(jìn)行校準的數據就能代表生產(chǎn)和工作現場(chǎng)真實(shí)運行的情況，減少和避免了環(huán)境及工作條件不同而引起的誤差，提高了測試準確度和工作效率。由于現場(chǎng)校準所使用的設備具有保證產(chǎn)品質(zhì)量的作用，因此其測量準確度也應該得到保證，故需要對其進(jìn)行不確定度評定。
本文以DPI 型便攜式壓力校驗儀為例，進(jìn)行測量誤差的不確定度評定。DPI 型便攜式壓力校驗儀是英國Druck 公司研制的一款結構堅固、可便攜、一體式電池供電的壓力儀表，自備壓力源，具有壓力控制微調、電源輸出和測量等功能，同時(shí)還可提供( 4 ～ 20) mA 回路測試和數據存儲; 可用于測量( 0 ～ 2000) kPa 范圍內壓力傳感器、變送器及壓力系統的校驗。該儀表可方便地使用于需要校驗、維修和開(kāi)工前檢驗等各種應用場(chǎng)合。本文通過(guò)對DPI610 數字壓力校驗儀的檢定，找出引起測量結果不確定度的主要來(lái)源，并加以分析，保證測量結果的準確性。
1. 1 評定依據
JJG875 － 2005《數字壓力計檢定規程》。
JJF1059. 1 － 2012《測量不確定度評定與表示》。
1. 2 測量模型
測量模型如下式所示:
ΔP = PS － PL
式中: ΔP—各檢定點(diǎn)的基本誤差值;
PS—各檢定點(diǎn)的實(shí)際輸出壓力值;
PL—各檢定點(diǎn)的理論輸出壓力值。
2 校準方法
由上一級活塞式壓力計通過(guò)比較法直接對下一級數字壓力校驗儀進(jìn)行校準。標準活塞壓力計采用2465 型高精度氣體活塞壓力計。由標準活塞壓力計產(chǎn)生標準壓力，對量程為( 0 ～ 2000) kPa 的DPI610 進(jìn)行校準。校準前應調整活塞壓力計，盡量使其與便攜式壓力校驗儀的受壓點(diǎn)在同一水平面上。當兩者的受壓點(diǎn)不再同一水平面上時(shí)，因工作介質(zhì)高度差引起的檢定附加誤差應不大于壓力計#大允許誤差的十分之一，否則，應進(jìn)行附加誤差修正。示值檢定前應做1 ～ 2 次升壓試驗。檢定中升壓和降壓應平穩，避免有沖擊和過(guò)壓現象。在各檢定點(diǎn)上應待壓力值穩定后方可讀數，并做好記錄。在整個(gè)壓力量程范圍內，均勻選取11 個(gè)等分點(diǎn)進(jìn)行5 次循環(huán)校準。檢定環(huán)境條件:溫度: 21℃; 相對濕度: 55%; 大氣壓力: 101. 5kPa
3 標準不確定度分量的評定
3. 1 示值誤差重復測量引入的標準不確定度分量u1
( ΔPi
)
由示值重復性引入的標準不確定度分量如表1 所示。因此，標準不確定度分量
u1( ΔPi) =Σ ji = 1S2i( ΔPi)槡j = 0. 089kPa
3. 2 數字壓力校驗儀引入的標準不確定度分量u2
( Pm)
由于DPI610 便攜式數字壓力校驗儀的分辨率為0. 1kPa，則由此引入的標準不確定度如下式所示:u2( Pm) = Ｒ /2槡3 = 0. 29Ｒ = 0. 29 × 0. 1 = 0. 029kPa
3. 3 標準活塞壓力計引入的標準不確定度分量u3
( Ps
)
2465 型氣體活塞壓力計的不確定度為0. 0035%，在
檢定2000kPa 的DPI610 時(shí)，氣體活塞壓力計引入的標準
不確定度分量u3
( Ps
) 為:
u3
( Ps
) = α/2 = 2000 × 0. 0035% /2 = 0. 035kPa
4 合成標準不確定度的評定
數字壓力校驗儀示值誤差的測量模型如下式所示:
ΔP = PS － PL
其中，靈敏系數為:
( ΔP)
Pm
= 1，( ΔP)
PS
= － 1
由2465 高精度氣體活塞壓力計和DPI610 數字壓力
校驗儀各自產(chǎn)生的不確定度分量是相互好立的，根據不
確定度傳播定律，數字壓力計示值誤差合成標準不確定
度如下式所示:
u2c
( ΔP) = u2 ( ΔPm
) + u2 ( ΔPS
)
= u21
( ΔPi
) + u22
( Pm
) + u23
槡 ( Ps )
= 槡( 0. 089) 2 + ( 0. 029) 2 + ( 0. 035) 2 = 0. 100kPa
5 擴展不確定度
擴展不確定度的評定方法:
按照包含因子k 給出擴展不確定度U，按照標準不
確定度uc
( y) × 包含概率P 的因子kp
從而得到擴展不
確定度Up。kp
與y 的分布有關(guān)。當估計接近正態(tài)分布
時(shí)，k p
采用t 分布臨界值，kp = tp
( veff
) ，一般采取U95 = k95
uc
( y) 。因此，擴展不確定度為:
U95 =kuc
( ΔP) =2 ×0. 100 =0. 200kPa( P =95%，k =2)
6 測量不確定度報告
便攜式壓力校驗儀測量結果擴展不確定度為
0. 200kPa ( k = 2) 。
7 結束語(yǔ)
便攜式壓力校驗儀不僅彌補了常規檢定標準體積大、不便于攜帶等弊端，同時(shí)還使得現場(chǎng)測量及儀表校準發(fā)生了革命性的變化，進(jìn)一步推動(dòng)了現場(chǎng)校準技術(shù)的發(fā)展�，F場(chǎng)校準技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，還有幾個(gè)相關(guān)的問(wèn)題需要予以重視和解決，即是現場(chǎng)校準儀的溯源和校準規范。后者包括現場(chǎng)校準儀本身的校準規范或檢定規程和使用現場(chǎng)校準儀對過(guò)程儀表進(jìn)行現場(chǎng)校準必須遵守的校準規范。對于多功能多參數的現場(chǎng)校準儀，這兩個(gè)問(wèn)題尤為重要，應引起生產(chǎn)廠(chǎng)商和計量部門(mén)的重視，并予以更好的解決。
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