摘 要 本文根据GJB2749A-2009的要求，依据JJG49-2013《弹性元件式精密压力表和真空表》检定规程，用精密压力表检定装置检定0.25级弹性元件式精密压力表，结合具体数据对精密压力表检定装置的建标过程中的测量结果不确定度进行分析和研究，探讨与不确定度密切相关的概率分布和包含因子取值、分辨力和重复性以及不确定度来源的取舍等问题，为同行建标提供参考。
关键词 精密压力表 检定装置 不确定度
0 引言
压力表在科研生产和航空装备中使用量很大，具有显示稳定，操作简便的特点。为确保压力表技术指标的准确可靠以及量值的溯源性，建立精密压力表检定装置。主要传递对象是 0.25级及以下精密压力表，检定压力范围（-0.09～ 60）MPa。
1 测量标准的组成和工作原理
1.1 组成
由0.05级数字精密压力表和压力发生器（便携气压泵、台式压力泵）按检定要求连接组成，其性能参数如表1所示。
表1：主标准器及其配套设备性能
1.2 工作原理
精密压力表检定装置工作原理是根据帕斯卡定律（在密闭容器中液体等值传递所受压强），采用0.05级精密压力表作为标准器，检定时按图1的方式连接，采用直接比较法进行量值传递。按照检定规程中检定方法，将被检压力表与不同量程精密数字压力表安装在同一密闭压力回路的检定装置上进行比较，分别读取被检表的示值和标准表的示值，计算被检压力表的示值误差、回程误差及轻敲位移，作为判定被检表的测量值是否符合技术要求的依据。
图1：精密压力表检定装置工作原理
1.3 依据的规程
JJG49-2013《弹性元件式精密压力表和真空表》。
GJB2749A-2009《军事计量测量标准建立与保持通用技术要求》。
2 测量标准的重复性
根据 GJB 2749A，本文选用重复性较好的 0.25级YB-150B精密压力表作为被测对象，考核装置的重复性。
2.1 （0～4）MPa精密数字压力表的重复性
用编号为211H20080008，0.05级精密数字压力表对一只测量范围为（0-6.0）MPa，编号为 AU20044013的YB-150B精密压力表,取其4 MPa点为测试点，在装置正常条件下，等精度测量重复10次，各次测得值见表2。
表2
计算可得，（0～4）MPa精密数字压力表的重复性S=0.00158(MPa)。该重复性数据在不确定度评定总加以采用。
2.2 其他测量范围精密数字压力表的重复性
测试点选择及计算同上。
3 测量结果的不确定度评定
3.1 概述
（1）测量依据：JJG49-2013《弹性元件式精密压力表和真空表》。
（2）测量环境条件：温度（20±2）℃，湿度≤80%RH。
（3）测量标准：0.05级精密数字压力表。
（4）被测对象及评定点：测量范围：0～4MPa，准确度等级：0.25级，4 MPa点。
（5）测量方法：直接比较法。
（6）使用条件：符合上述条件的测量结果，一般均可参照使用本方法进行测量结果的不确定度评定。
3.2 数学模型及测量不确定度来源分析
根据压力测量原理和方法，建立被测量的数学模型。示值误差的计算公式为：
式中：△——示值误差（MPa）；
P——被检表某检定点示值（MPa）；
表3：MPa点的标准不确定度分量汇总表
Ps——标准表该检定点示值（MPa）。
由此可得，示值误差的测量不确定度主要来源于被检表的读数和标准表自身误差的影响。与测量标准有关的不确定度来源有：
（1）测量重复性引入的标准测量不确定度u P；
（2）主标准器误差引入的标准测量不确定度u Ps；
（3）被检表估读引入的标准测量不确定度uP；
（4）环境温度引入的标准测量不确定度u PT。
分析JJG49-2013的要求，被检表进行示值估读会对测量结果的影响，uP应该考虑。根据被检表技术说明书的规定，标准温度条件下对其准确度等级无影响，u PT可以忽略。综合后其测量模型为：
式中：P——被检表某检定点估读引入的误差（MPa）。
由上面分析知各输入量间相互独立，均互不相关，所以根据测量模型并由不确定度传播律公式可得到被测量估计值的合成标准不确定度。从而，灵敏系数计算如下：
考虑到被检表读数的重复性和估读引入的误差存在重复，在合成标准不确定度时应将二者中较小值舍去。
3.3 标准不确定度分量的评定
3.3.1 测量重复性引入的标准测量不确定度
采用A类方法进行评定。通过对检测点进行重复性测量，按贝塞尔公式计算实验标准偏差S，作为重复性定量表征。直接取用（0～4）MPa精密数字压力表在4Mpa点的重复性，S=0.00158（MPa）。其测量次数为10次，则测量重复性引入的标准测量不确定度计算为：
3.3.2 主标准器误差引入的标准测量不确定度
采用 B类方法进行评定。计量标准采用为0.05级，量程为4MPa精密数字压力表，最大允差计算为：
其区间半宽度a=0.00020MPa，按均匀分布估计，则其标准不确定度计算为：
计量标准引入的标准不确定度分量。
3.3.3 被检表估读引入的标准不确定度
该压力表的最小分度值为0.02MPa，规程规定人员估读到最小分度值的1/5，估读误差为0.004MPa，故半宽a=0.002 MPa，按均匀分布估计，则其标准不确定计算为：
3.3.4 环境温度引入的标准测量不确定度uB3
该项已经按要求忽略。
3.4 标准不确定度分量的汇总与合成
3.4.1 不确定度分量的汇总
综上所述，准确度等级为0.25级的（0～4）MPa精密压力表在4 MPa点的标准不确定度分量汇总如表4。
3.4.2 合成标准不确定度计算
由于各分量之间相互独立，互不相关，考虑到被检表读数的重复性和估读引入的误差存在重复，在合成标准不确定度时应将二者中被检表读数的重复性因数值较小舍去。因此，合成标准不确定度：
3.4.3 扩展不确定度
取k=2，扩展不确定度为：
由不确定度分量表可知，标准引入的不确定度分量较小，被测件本身引入的不确定度分量占主要贡献，不确定度基本符合要求。
可认为被测量的分布近似为正态分布，k=2时，U确定的区间具有的包含概率约为95%。
