压力变送器不确定度评定作业指导书

杜美杰   ,姚树慧

河南心连心化学工业集团股份有限公司   河南新乡  453700

［摘要］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，也表明该结果的可信赖程度。它是测量结果质量的指标。不确定度越小，所述结果与被测量的真值愈接近，质量越高，水平越高；不确定度越大，测量结果的质量越低，水平越低。

［关键词］压力变送器、不确定度评定、作业指导书、检定规程、评定程序、报告。

一、适用范围

本作业指导书适用于压力变送器校准，测量范围为-95KPa～60MPa之内的，0.1级及以下的压力变送器测量结果的不确定度评定。

二、 依据的文件

1．JJG 882-2004 　《压力变送器检定规程》

2．JJF1059-2012.1　　《测量不确定度评定与表示》

三、概述

1．确定被测量：按照检定规程的要求，对被检压力变送器进行外观检查，静止放置2小时后方可测量，根据压力变送器的量程，选择适合的智能数字压力校验仪及配套设施，测量时压力从零位开始，平稳升压或降压，对被测压力变送器的校准点进行测量。

2．环境条件

2.1 温度：20℃±5℃（每10min变化不大于1℃）；

2.2 相对湿度：45RH%～75 RH%；

2.3压力变送器所处环境应无影响输出稳定的机械振动；

2.4 电动压力变送器周围除地磁场外，应无影响其正常工作的外磁场。

四、不确定度评定程序

1．评定所使用的标准器智能数字压力校验仪

1.1压力最大允许误差：±(0.02%rdg+）；

1.2 压力测量范围：-95KPa～60MPa；

1.3 电测最大允许误差：±（0.01%RD+）；

1.4 电测范围：-30mA～30mA；

1.5 分辨力为：0.001mA， 0.0001mA可选。

2．测量误差的数字模型和灵敏系数

2.1规程中要求校准用标准器，包括整个校准设备在校准过程中引入不确定度U应不超过被校压力变送器最大允许误差绝对值1/4。首先进行测量不确定度的分析，并由此进一步分析标准器选择的复合性。

压力变送器测量误差的数学模型为

式中：——压力变送器的输出误差，mA；

I——压力变送器输出电流值，mA；

——压力变送器输出量程，mA；

P——压力变送器输入压力值，MPa；

——压力变送器输入量程，MPa；

——压力变送器输出起始值，mA。

2.2输入压力对压力变送器输出误差的灵敏系数为：== -

2.3输出电流对变送器输出误差的灵敏系数为：=

3．测量不确定度来源

3.1输入量I的标准不确定度

电流测量最大误差为±（0.01%RD+）。环境温度影响可忽略。

按均匀分布估计，则    u(I1)=（0.01%RD+）/

3.2测量重复性

由电流输出测量重复性引入的标准不确定度分量，重复性条件下连续测量10次，得到一组测量值(见表1)

表1

次数n	输出电流值I（mA）	（mA）	（mA）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
平均值

u(I2)=

由于u(I1)和u(I2)相互独立，因此   u(I)=

3.3输入量P的标准不确定度

P的标准不确定度的主要来源是智能数字压力校验仪。环境温度影响可忽略。智能数字压力校验仪的最大误差为±(0.02%rdg+）。

按均匀分布估计，则

u(p)= u(p1)= (0.02%rdg+0.003%）/

将上述不确定度列于表2。

表2   不确定度汇总

i	xi	ai	ki	u(xi)		ui(y)
1	输入量p的标准不确定度分量u(p)
1.1	智能数字压力校验仪
2	输入量I的标准不确定度分量u(I)
2.1	电流测量u(I1)
2.2	测量重复性u(I2)

4．合成标准不确定度

由于u(p)和u(I)彼此间相互独立，因此合成标准不确定度uc(△I)为          uc(△I)=

5、扩展不确定度

取包含因子k=2    U=kuc(△I)

五、测量不确定度报告

本次测量压力变送器，在测量点的示值误差测量结果扩展不确定度为            U=kuc(△) 

参考文献：

［1］JJG 882-2019    压力变送器检定规程

［2］JJF1059.1-2012  测量不确定度评定与表示