0-0.25弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表测量不确定度评定方法

弹簧管式压力表测量结果的不确定度评定方法作者：陈俊徐玥来源：《科技资讯》 2014年第2期陈俊1 徐玥2 苏州市计量测试研究所 215128陈俊（苏州市计量测试研究所力学检测室，江苏苏州 215128）作者简介：陈俊（1982-），男，江苏苏州人，苏州市计量测试研究所，研究方向：压力计量。

邮寄地址：苏州市吴中区文曲路69号，陈俊（收）邮编：215128 电话：0512********摘要：在现代工业、科学研究及日常生活中，压力计量技术有着很重要的地位。

压力计量测试技术工作，是控制和调节生产、试验过程，保证安全，测量数据及数据处理准确可靠。

而测量不确定度表征了测量数据有效性的可疑程度和不肯定度，是判定测量结果质量的依据。

论文以一般压力表为例，详细分析不确定的来源，并最终进行该实验室校准和测量能力的评定。

关键词：压力表；测量结果；不确定度评定【分类号】：TH8121、概述1.1、测量依据：JJG52-1999 《弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程》1.2、计量标准：2、数学模型=P被-P0式中 --被校仪表示值误差； P被--被校仪表示值； P0--标准压力值。

3、测量不确定度分析在实际校准中影响示值的因素：（1）示值重复性（2）轻敲变动量（3）估读误差（4）标准器误差等引入的分量不确定度，因此：=P被±（ΔPb+ΔPx）-P0式中ΔPb--被校仪表的估读误差；ΔPx--读数取舍误差。

u2c=u21+u22+u23+u24灵敏系数=1, =1, =1,=－1。

4、标准不确定度的评定4.1、被校仪表示值重复性引入的标准不确定度u1 (A类评定)在实验环境下，用0.05级、（0～69）MPa的压力模块来校准1.0级、（0～60）MPa、分度值为1MPa的压力表。

发现在50MPa点变化最大，重复测量10次，示值如下（MPa）：50.4 50.4 50.4 50.5 50.5 50.4 50.4 50.5 50.4 50.4平均值50.43MPa计算其标准差s==0.048MPau1===0.030%4.2、轻敲变动量引入的标准不确定度u2(B类评定)按规程要求,轻敲表壳后,指针示值变动量应不大于允许误差绝对值的1/2，以半区间来计算。

真空表示值误差测量结果的不确定度1 概述1.1 测量依据：依据JJG52–1999 《弹簧管式一般压力表、压力真空表及真空表》检定规程 1.2计量标准：精密真空表，准确度等级0.4级，测量范围( -0.1～0)MP a ，环境压力：常压 1.3 被测对象：1.6级以下(-0.1～0)MP a 真空表1.4测量方法：在规定环境条件下，选择一块弹簧管式真空表和精密真空表安装在同一台压力表校验器上，校准时，用手轮抽真空，采用直接比较方法，通过升压或降压，依次对各点进行校准，在每一校准点校准时在升压或降压过程中，轻敲表壳前后的示值与数字压力计的示值之差即为示值误差。

２ 数学模型δ被 = P 被 - P 标 （1）式中：δ被 — 被检真空表示值误差； P 被 — 校准点上被检真空表示值； P 标 — 精密真空表的标准压力值。

结合公式（１），并从标准设备、人员、环境、方法及被测对象等方面考虑，由下列不确定度分量构成 ２.１精密真空表准确度引起的不确定度分量２.２精密真空表与压力表指针轴之间的高度差引起的不确定度分量 ２.３测量值引起的不确定度分量 ２.４环境温度引起的不确定度分量 ２.５人员估读引起的不确定度分量 ２.６数字取舍引起的不确定度分量所以（１）式可扩展为下式：P 被 = P 标 +δ被±（ΔP t +ΔP b +ΔP 估读 +ΔP 取舍）= P 标 +δ被 ±（kP Δt + pgh +θR +ΔP 取舍 ） （2）式中： k — 被检表温度影响系数(取k = 0.0004)；P — 被检表量程； θ — 被检表分度值； R — 被检表估读分辨量；Δt — 校准时环境温度偏离标准温度（20℃）的偏差；ρ— 校准时用介质的密度，(空气取ρ= 1.29kg/m 3)； h — 真空表指针中心与精密真空表指针中心高度差；g —当地重力加速度，(取g = 9.7883m/s 2)。

0-0.25弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表测量不确定度评定方法弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表测量不确定度评定方法一、测量过程：二、测量程序：1、测量依据：JJG52-1999弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程2、检测方法：用精密压力表对被检压力表进行检定或校准；3、技术要求:精密压力表的基本技术要求为：测量范围：0～0.25 Mpa 最大允许误差：± 0.4%三、数学模型：x = x i －x b式中： x - 测量结果x i - 被检压力表的示值x b - 精密压力表的指示值四、引入的标准不确定度分量的分析:四．1、由x i测量重复性引入的标准不确定度分量u1在重复性条件下，用精密压力表测量对精度等级为1.6级量程为（0～0.25）MPa的压力表，在0.25MPa的点上重复测量10次。

所得测量结果为（MPa）：0.2498、0.2497、0.2499、0.2496、0.2497、0.2498、0.2498、0.2496、0.2498、0.2496。

经计算其算术平均值x=0.24973（MPa）因为 s =1)(2--∑n x x i所以本次试验标准差 s = 0.00011（MPa ）日常工作中对压力表的测量为2次即m=2所以 u 1 =m s= 0.000078（MPa ）四．2．1、由仪器本身引入的标准不确定度分量u 2精密压力表的最大允许误差为±0.4%，取其半宽为0.4%，且服从均匀分布 u 2=25.03%4.0?=0.00058（MPa ）四．2.2、由人员读数引起的标准不确定度分量u 3规程要求人眼的读数误差为分度值的1/5该压力表的测量范围为0～0.25MPa,其分度值为0.005 MPa由此带来的标准不确定度分量u 3 =.32.0005.0? = 0.00058（MPa ）五、合成标准不确定度: u C =232221u u u ++=22200058.000058.0000078.0++=0.00083（MPa ）六、扩展不确定度u C 服从正态分布,k =2U = u C ×k =0.000083×2 = 2×10-4（MPa ）U rel =10025.0?U %=0.08%七、标准不确定度报告:1.测量值为50.24 MPa2.扩展不确定度为U = 0.12（MPa ），相对不确定度为U rel = 0.24%3.置信因子k =2。

弹簧管式压力表检定检定依据：JJG52-1999弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程JJG49-1999弹簧管式精密压力表和真空表检定规程检定方法：直接比较法检定设备：标准器：活塞式压力计和活塞真空压力计弹簧管式精密压力表和真空表或其它符合标准器误差要求的压力计量标准器其它辅助设备：压力校验器、真空校验器、油-汽、油-水隔离器等检定的环境条件：一般压力表：温度在15~25℃之间精密表：0.06级、0.1级、0.16级、0.25级环境温度(20±2) ℃0.4级、0.6级环境温度(20±3) ℃相对湿度不大于85%。

环境压力为大气压，压力表应在上述环境至少静置2h方可检定。

Ⅰ、标准器：一、标准器的精度和量程1、标准器的允许误差绝对值≤1/4被检表允许误差绝对值2、被检表测量上限≤3/4标准器测量上限(主要针对用精密表作标准表)二、选择精密表作一般压力表检定时标准器的建议：1、检定2.5级及以下精度压力表时，选择比被检压力表测量上限大一个规格的0.4级精密压力表作为标准器.如检1.0MPa表，可直接选用1.6MPa的标准表，依此类推。

通过计算，全系列都能满足对标准器的精度和量程的要求。

2、检定1.6级压力表时，选择比被检表测量上限大一个规格的0.25级精密压力表为标准器。

通过计算发现全系列的压力表中只有测量上限为0.6×10n MPa 的的压力表选择测量上限为1.0×10n MPa的标准表时不能满足JJG52-1999的要求。

（1）被检表量程的（90～100）%部分允许误差在规程JJG52-1999表1中规定比被检表的准确度等级低一级，即1.6级表允许误差按2.5级计算，在这部分允许误差是满足检定规程的要求的。

（2）被检表量程（90～100）%以外的其余部分允许误差，是以仪表本身的精度等级来计算：±0.6MPa×（1.6%）=±0.0096MPa其绝对值的1/4为0.0024MPa。

1、弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程1.1、范围本规程适用于测量范围上限为（－0.1—1000）Mpa系列弹簧管式一般压力真空表和压力真空表（以下简称压力表）的首次检定、后续检定和使用中检验。

1.2、计量性能要求。

1.2.1压力表的准确度等级和允许误差1.2.2示值误差在测量范围内，示值差应不大于表1所规定的允许误差。

1.2.3回程误差在测量范围内，回程误差应不大于表1所规定的允许差绝对值1.2.4轻敲位移轻敲表壳后，指针示值变动量应不大于表1所规定的允许误差绝对值的1/2。

1.2.5指针偏转平稳性在测量范围内，指针偏转应平稳，无跳动和卡住现象。

1.3技术要求。

1.3.1外观1.3.1.1外形1.3.1.1.1压力表的零部件装配应牢固、无松动现象。

1.3.1.1.2新制造的压力表涂层均匀光洁、无明显剥脱现象。

1.3.1.1.3压力表应装有安全孔,安全孔上须有防尘装置(不准被测介质逸出表外的压力表除外)。

1.3.1.2标志分度盘上应有如下标志；制造单位或商标；产品名称；计量单位和数字；计量器具制造许可证标志和编号；真空应有“—”号或“负”字；准确度等级；出厂编号。

1.3.1.3读数部分1.3.1.3.1表玻璃应无色透明，不应有妨碍读数的缺陷和损伤。

1.3.1.3.2分度盘应平整光洁,各标志应清晰可辨。

1.3.1.3.3指针指示端应能覆盖最短分度线长度的1/3～2/3。

1.3.1.3.4指针指示端的宽度应不大于分度线的宽度。

1.3.1.4测量上限量值数字测量上限量值数字应符合如下系列中之一：1×10n 1.6×10n 2.5×10n4×10n6×10n式中：n是正整数，负整数或零。

1.3.1.5.分度值分度值应符合如下系列中之一：1×10n 2×10n5×10n式中：n是正整数、负整数或零。

1.3.1.6准确度等级1 1.6 2.5 41.3.2零位1.3.2.1带有止销的压力表,在无压力或真空表时,指针应紧靠止销,“缩格”应不得超过表1规定的允许误差绝对值。

弹簧管式压力表测量不确定度评定本文根据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》要求依据JJG52-1999《弹簧管式一般压力表、压力真空表、真空表检定规程》通过对弹簧管式一般压力表A、B两类测量不确定度具体分析和评定，得出弹簧管压力表测量结果不确定度的数值。

标签：压力表不确定度评定1 概述1.1 测量依据1.1.1 JJG52-1999《弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程》1.1.2 JJF1059-1999《测量不测定度评定与表示》1.2 测量对象准确度等级为1.6级，测量范围(0～25)MPa一般压力表，其分度值为0.5MPa，该一般压力表最大允许误差绝对值为△=1.6%×25MPa=0.4MPa1.3 环境条件检测实验室环境温度为22.2℃，相对湿度64%。

1.4 测量标准器选用准确度等级为0.4级，测量范围为(0～25)MPa精密压力表作为标准器，其最大允许误差绝对值为△’=0.4%×25MPa=0.1MPa1.5 测量方法测量方法为示值比较法，即一般压力表示值与精密压力表示值相比较，而获得示值误差。

一般压力表、标准压力表安装在压力表检定装备上，然后对精密压力表和一般压力表加压或降压至检测点处，待压力稳定后，先对精密压力表示估读取并记录，再读取一般压力表读数（分度值1/5估值并记录），并重复升压和降压5次进行测量。

2 数学模型根据检测方法，将示值误差公式作为数学模型△p=p-po其中△p——般压力表示值误差p——一般压力表表示值po——精密压力表表示值其灵敏系数与方差分别为c1=■=1 c2=■=-1u2=（△p）=[c1u(p)]2+[c2u(p)]23 测量不确定度来源3.1 一般压力表示值多次重复测量引起的标准不确定度u13.2 环境温度变化引起标准不确定度u23.3 一般压力表轻敲示值变动引起标准不确定度u33.4 一般压力表与标准压力表高度差别引起的标准不确定度u43.5 一般压力表与示值估读引起的标准不确定度u53.6 一般压力表示值修约取舍引起标准不确定度u63.7 精密压力表量传时引起标准不确定度u74 测量不确定度评定4.1 一般压力表示值多次重复测量引起的标准不确定度分量u1该项来源可从重复性实验中算得，属A类不确定度分量。

弹簧管式一般压力表压力真空表及真空表检定规程JJG 52-87代替JJG 52-71Verification Regulation of the Bourdon Pressure Gauge,Pressure Vacuum Gauge and VacuumGauge for General Use本检定规程经国家计量局于1987年4月11日批准，并自1987年10月1日起施行。

归口单位：上海市标准计量管理局起草单位：上海市标准计量管理局计量管理所本规程技术条文由起草单位负责解释。

本规程主要起草人：宣家荣(上海市标准计量管理局计量管理所)弹簧管式一般压力表、压力真空表及真空表检定规程本规程适用于新制造、使用中和修理后的测量上限为-0.1～250MPa的弹簧管式一般压力表、压力真空表及真空表(以下简称压力表)的检定。

一技术要求1 压力表按其所测介质不同，在表盘的仪表名称下面应有一条表1中所规定颜色的横线，并注明特殊介质的名称，氧气表还必须标以红色“禁油”字样。

表12 压力表的各部件应装配牢固，不得有影响计量性能的锈蚀、裂纹、孔洞等缺陷。

3 用于测量气体的压力表在表壳背面应有安全孔，安全孔上须有防尘装置。

当弹性元件破裂时，应能使气体从表壳背面逸出(不准被测介质逸出表外的仪表例外)。

4 压力表的表盘分度数字及符号应完整清晰。

表盘分度标尺应均匀分布、所包的中心角一般为270°、标有数字的分度线宽度不应超过表2规定。

表2 (mm)5 压力表的指针应伸入所有分度线内，其指针指示端宽度应不大于最小分度间隔的1/5。

指针与分度盘平面间的距离应在1～3mm范围内表壳外径在200mm以上的(包括200mm)，其指针与分度盘平面距离应在2～4mm范围内。

6 压力表的封印装置，在不损坏封印的情况下，应不能触及到内部机件。

7 压力表处于工作位置，在未加压力或未疏空时，在升压检定前和降压检定后，其指针零值误差应符合下列要求：7.1 有零值限止钉的压力表，其指针应紧靠在限止钉上。

弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程Verification Regulation Of Bourdon Tube Pressure Gauge、Pressure-VacuumGauge and Vacuum Gauge for General UseJJG 52—1999代替JJG 52—1987 JJG 337—1983本规程经国家质量技术监督局于1999年12月22日批准，并自2000年04月01日起施行。

归口单位：全国压力计量技术委员会主要起草单位：上海市检测技术所上海市计量测试技术研究院参加起草单位：浙江红旗仪表厂上海市检测技术所本规程委托全国压力计量技术委员会负责解释本规程主要起草人：宣家荣(上海市检测技术所)戴孝华(上海市计量测试技术研究院) 参加起草人：周方龙(浙江红旗仪表厂)戴根娣(上海市检测技术所)目次1 范围2 概述3 计量性能要求3.1 压力表的准确度等级和允许误差3.2 示值误差3.3 回程误差3.4 轻敲位移3.5 指针偏转平稳性4 通用技术要求4.1 外观4.2 零位5 计量器具控制5.1 首次检定、后续检定和使用中检验5.2 检定条件5.3 检定项目和检定方法5.4 检定结果的处理5.5 检定周期附录A 压力表检定记录基本格式附录B 压力表检定不合格通知书内页格式附录C 压力表允许误差计算值一览表弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程本规程参照国际法制计量组织101号国际建议《带有弹性敏感元件的压力表、真空表和压力真空表(普通仪表)》，采用了符合我国国情的部分内容，并保留原规程JJG 52—1987和JJG 337—1983中行之有效的内容。

1 范围本规程适用于测量范围上限为(－0.1～1000)MPa系列弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表(以下简称压力表)的首次检定、后续检定和使用中检验。

2 概述压力表主要用于液体、气体与蒸气压力和真空的测量。