1 測量不確定度

 

    1.1 測量不確定度的由來及組成

 

    測量不確定度是表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯系的參數。測量過程中有許多引起不確定度的因素來源，如計量器具本身的誤差，取樣的代表性不夠，實際工作條件與標準工作條件不一致，所依據的理論不嚴密或所用的測量方法不完善，測量人員主觀因素和操作技術不規范等影響。由此可見，測量不確定度一般由許多分量組成，其中一些分量具有統計性，另一些分量具有非統計性。所有這些不確定度來源，影響到測量結果，都會對測量結果的分散性有影響。也就是說由于這些不確定度來源的綜合效應，使測量結果的可能值服從某種概率分布。

 

    1.2 測量不確定度的種類

 

    不確定度依據其評定方法可分為 A 類和 B 類兩大類標準不確定度。

 

    A 類標準不確定度：用統計方法評定的分量。表征 A 類標準不確定度分量的估計方差 u2，是由一系列重復觀測值計算得到的，即為統計方差估計值s2。標準不確定度 u 為 u2的正平方根值，故 u＝s。

 

    B 類標準不確定度：用非統計方法評定的分量。它是根據有關信息來評定的，即通過一個假定的概率密度函數得到，此函數基于事件發生的可信程度，即主觀概率或先驗概率。

 

    合成標準不確定度：當測量結果是若干個其他量的值求得時，按其他各量的方差和協方差算得的標準不確定度，用uc表示。

 

    擴展不確定度：確定測量結果區間的量，合理賦予被測量之值分布的大部分可望含于此區間，用 U表示。

 

    2 精密壓力表測量不確定度評定

 

    2.1概述

 

    精密壓力表主要用于檢定一般壓力表，也可用于壓力或真空的精密測量，它的工作原理是彈簧管在壓力和真空作用下，產生彈性變形引起管端位移，其位移量通過機械傳動機構進行放大，傳遞給指示裝置，由指針指出被測壓力或真空值。

 

    ① 測量依據：JJG49- 1999《彈簧管式精密壓力表和真空表》檢定規程。

 

    ② 測量環境：溫度 20℃±3℃ ，相對濕度不大于 85%，環境壓力：大氣壓。

 

    ③ 測量標準：二等活塞式壓力計在上述環境條件下復現的壓力值的相對極限誤差為△rel＝±0.05％。

 

    ④ 測量過程：在規定的環境條件下，將精密壓力表安裝在二等活塞壓力計的檢定位置上，并要求密封無泄漏。平穩地升壓或降壓，對各檢定點進行示值檢定，對每一檢定點，在升壓（或降壓）檢定時，輕敲表殼后的示值與二等活塞式壓力計復現的壓力值之差為精密表在該檢定點的示值誤差。

 

    ⑤ 評定結果的使用：符合上述條件且測量限為0.4MPa～60MPa，精度等級為 0.4 級的彈簧管式精密壓力表，可使用本測量不確定度的評定結果。 

 

    2 .2 數學模型

 

    ΔP = P- PB

 

    式中 △P———精密表的示值誤差（MPa）

 

    P———精密表升壓（或降壓）檢定時輕敲表后的示值（MPa）

 

    PB———二等活塞式壓力計復現的壓力值（MPa）

 

    2.3 方差和靈敏系數

 

 

 

    2.4標準不確定度評定

 

①精密表示值不準確引入的不確定度u（P）

 

a 測量重復性引入的不確定度 u1（P），屬 A 類不確定度分量。現以一只 0 MPa～2.5 MPa 的精密壓力表，在 1 MPa 處的測量為例，其 10 次測量值如表 1 所示。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    2.5 標準不確定度一覽表

 

    各標準不確定度分量見表2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    3 結語

 

    通過對精密壓力表測量結果不確定度分析，使我們掌握了測量結果不確定度的分析評定方法，也進一步明白了檢定過程各個環節對測量結果的影響，為今后計量檢定工作及理論分析奠定了良好的基礎。

 

    參考文獻

 

    [1] JJF 1059- 1999，測量不確定度評定與表示[s].

 

    [2] JJG 49- 1999，彈簧管式精密壓力表和真空表[s]