压力表原理及其测量不确定度的评定

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精密压力表作为-种压力测量仪器，它有着经济、实用、方便等优点。笔者在实际工作中发现，就具体的测量进行具体分析，并且对测量不确定度加以评定有着非常重要的现实意义。-般情况下，我们在对压力表测量进行不确定度评定的过程中，利益相关方与测量者更加关注的是测量的准确性 有效性与可信性。但如果第三方对测量的可信度提出了质疑，那么解答这-问题的难度是非常大的，因为测量结果受多方面因素的影响，同时人们对这些因素也缺乏必要的认识与分析，所以我们引入了 测量不确定度”这个概念，目的就是在于用其对测量水平、质量进行评定，这是计量学在误差理论的基础上进行大量科学研究的重要成果。不确定度作为测量结果质量的定量表现，其可用性完全撒于不确定度的数值。现阶段，不确定度、测量误差已经成为计量学领域的-项基础理论知识，同时其难点也深深吸引着诸多专家与学者，投入时间与精力对其研究。

-、 压力裹的原理及其构造(-)压力表的原理压力表内部由波登管、模盒、波纹管等敏感元件构成，在这些敏感元件的弹性中，表内的机芯转换机构会将内部的压力形变传到指针，通过指针转动来显示压力的大校(二)压力表的构造压力表作为日常生活中常见的原件，在工业流程及科研领域中极为常见，如热力管网、油气传输、供水供气系统、车辆等领域。

1.溢流孔溢流孔的作用体现在压力表内部的波登管发生爆裂等紧急状况时，能够将表内的压力顺利排除，避免压力表玻璃面板出现爆裂。

制造商在保证溢流孔正常使用时，-般会在表后面保留 10mm 的空间，避免溢流孔出现阻塞。

2.指针指针作为压力表中的主要组成部分，其功能在于准确指出表内产生压力的大校除了标准指针外，其他指针都是可以选择的，但在零调指针、最大值指针及设定指针的选择上，需要在选型表中体现出来。

3.玻璃面板在玻璃面板的选择上，除了标准玻璃外，还可以选用强化玻璃、无反射玻璃灯特殊材质玻璃。

4.压力表的性能分类在当前我国常用的压力表中，结合其性能主要分为普通型、耐热性、耐震性、蒸汽用普通型等几类。但在实际应用中，需要技术人员结合着压力表的用途进行选择，确保压力表的正常运行。

二、压力表测量不确定度的评定(-)检定分类压力表是-种计量器具，对其检定具有重要意义。在通常情况下，压力表 的检定主要分为外观检定、零位检定、示值检定、回程误差检定、轻敲位移检定。其中，在具体的检定过程中需要特别注意的是：l乡 观检定(1)对压力表的外观进行检定必须保证整体的牢固性，同时还要检查压力表有无松动的情况；(2)必须保持压力表的涂层均匀，光滑；(3)在安装压力表的时候，压力表上应该安装安全孔，同时安全孔的上面必须具备防尘装置；(4)压力表必须有明显的介质名称；(5)要注意压力表的分度盘上面应该含有制造厂家的厂址、厂家名称、生产时间以及压力表的计量单位和数字标识；(6)压力表的玻璃表层应该是无色并且是透明的，其主要的标志应该是非常清晰的；(7)压力表的指针指示端的宽度要小于分度线的宽度。

2.零位检定(1)在没有压力作用的时候哦，带有止销的压力表的指针应该紧靠止销；(2)在无压力的情况下，对于没有止销的压力表的指针应该处于零位的标志以内，其中零位标志不能超过规定中所允许误差绝对值的2倍；3.示值检定(1)当使用的压力表与标准仪器保持在同-工作状态的时候，它们所承受的压力点也保持在同-个水平面上；(2)应该注意的是压力表的示值应该采用估读的方法进行，同时应该按照分度值 1.5进行估读；(3)在检定压力表的示值的时候必须按照上面所标的数字的分度线进行；(4)示值中所产生的误差，应该在检定的时候轻轻的敲东压力表前后表壳的示值，同时必须保证示值与标准值之间的差要小于规定中所允许的误差。

4.回程误差回程误差要求在检定的时候轻轻敲压力表前后壳示值的差不能大于规定中允许的误差。

5.轻敲位移检定对其中的每个检定点进行检定，在升压或者降压的检定中，轻轻的敲前后压力表的壳，引起的示值只要是不大于规定的允许误差绝对值的二分之-即可。

(二)不确定度检定- 切的测量结果均必然会存在 不确定度，对于不确定度的评定关系到测量结果是否准确有效、真实可靠，因此必须遵循特定的准则，进行精细的操作计算处理。为了确保不确定度评定的科学性和权威性，国家制定了计量技术规范，在 《测量不确定度评定与表示》中借鉴了国际标准化组织等多家国际组织联合制定的 《测量不确定度表示指南》。下文将依据相关标准和规范，对压力表测量不确定度的评定进行具体分析。

1.不确定度评定流程概述被测对象为精密压力表，压力表测量不确定度评定的依据为 JJG49-1999《弹簧管式精密压力表和真空压力表》，环境条件限定为2O±5℃，测量标准为二等活塞压力计、二等不确定度。由于二等活塞式压力计基于流体静力平衡原理，使活塞、砝码重量与压力相平衡，因此测量不确定度评定方法为将压力表与压力计相接 ，在活塞承重盘添加专用砝码，依靠造压泵加压，然后在压力表的标准压力值平衡时读取示值，最终求出压力表示值误差，见图 l。

276 帅 spyz .com 商品与质量 ·学术观察 t图1：压力表检定原理图 (1，二等活塞式压力计产生标准压力值；2，被检压力表：3，造压泵)2.实例分析本 次研 究中 ，被检 压力表 的量 程 为0-25MPa，分度为 0.2MPa，首先需要检定测量重复性造成的不确定度 (ula)，在同等条件下重复检定压力表量程，共计检定 10次，每次的检定结果分别为 2O.O2、2O.04、2O.0o、20.04、 2O.O2、 2O.00、 20.02、 20.oo、 20.04、20.02，通过贝塞尔公式可以计算出单次检定结果的标准差为 0.016.进而可求出标准不确定度为0.026%。

其次要计算出读数误差造成的不确定度(ulb)，读数时读取 1/10分度值，由于读数误差均匀分布，因此k3，最终求得读数误差造成的不确定度 (ulb)为 0.046%。

计算出测量重复性造成的不确定度 (ula)、读数误差造成的不确定度 (ulb)，还需要求出数据修约误差造成的不确定度 (ulc)，读数时读取1/10分度值，k-3，可求出数据修约误差造成的不确定度 (ulc)为0.023%。

经过计算，压力表 白身产生的不确定度(u2a)为0.017%，砝码配重误差造成的不确定度 (u2b)为0.O12%，二者的合成不确定度为 0.021%。

将以上所有结果进行计算，合成标准不确定度 u(△F)为 0.062%，其有效自由度为24，为计算方便，有效自由度取 20，置信率取 95%，通过 t分布表可知 kp为2.O9，进而可求出扩展不确定度为0.13%。

结语综上所述 ，虽然压力表与其应用的各个系统相比显得实在太过微小，并且不会带来直接的危险，然而以压力表为主体可以借助自动连锁装置等诸多设施，直观、准确、及时的反应生产生活中的压力参数，从而方便操作者对系统运行进行调整掌控，从而保障人民生命财产安全 。因此，压力表测量不确定度的评定显得至关重要，只有全面、准确的评定测量不确定度，方能确保压力表量值准确可靠，满足其应用要求，并且有效延长压力表使用寿命，及时淘汰更换不符合要求的设备，真正擦亮 眼睛”，最大化发挥压力表在生产生活中的作用。