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水管壓力變送器示值誤差測量不確定度評定

時(shí)間:2021-08-09 11:23:29

導(dǎo)讀: 關(guān)于水管壓力變送器示值誤差測量不確定度評定,下面給大家淺析一下,供大家參考,希望對大家的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。 1.1 測量依據(jù) 根據(jù)JJG 882-2019壓力變送器檢定規(guī)程。 1.2 測量標(biāo)準(zhǔn) 采用0.005活塞式壓力表; 數(shù)字萬用表的直流電壓量程,非常大的允許誤差值0.003%讀數(shù)+50

關(guān)于水管壓力變送器示值誤差測量不確定度評定,下面給大家淺析一下,供大家參考,希望對大家的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。
1.1 測量依據(jù)
根據(jù)JJG 882-2019壓力變送器檢定規(guī)程。
1.2 測量標(biāo)準(zhǔn)
采用0.005活塞式壓力表; 數(shù)字萬用表的直流電壓量程,非常大的允許誤差值±0.003%讀數(shù)+50 μV; 100ω標(biāo)準(zhǔn)電阻,極大允許誤差值±0.01%。
1.3 測試對象
(0~16)MPa,測量精度0.1級。
1.4 測量環(huán)境
(20±5)℃,每10分鐘變化小于1℃。
相對濕度:≤80%。
2. 建立測量模型并列出不確定度傳播率
2.1 測量模型

式中:ΔI——壓力變送器的輸出電流誤差; V——壓力變送器輸出電壓值; R——標(biāo)準(zhǔn)電阻值,100 Ω; Im——壓力變送器電流輸出量程; p——壓力變送器輸入壓力值; pm——壓力變送器壓力輸入量程; I0——壓力變送器輸出起始值。 
2.2 方差和靈敏系數(shù)
2.2.1 方差

2.2.2 靈敏度系數(shù)

其中: C1——輸入電壓對變送器輸出誤差的敏感系數(shù); C2——輸入壓力對變送器輸出誤差的敏感系數(shù); C3——標(biāo)準(zhǔn)電阻對變送器輸出誤差的靈敏度系數(shù)。
3 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評估
3.1 輸入 V 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u (V) 的評估
輸入 V 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度由數(shù)字萬用表直流電壓表誤差的測量不確定度 u (V1) 推導(dǎo)出,用 B 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度進(jìn)行評估。 測量重復(fù)性 U (V2) 的評估通過使用A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度法,壓力變送器分辨率引起的不確定度影響不大,故不考慮。環(huán)境溫度的影響也可以忽略。
3.1.1 數(shù)字萬用表測量不確定度U(V1)的評價(jià)
U(V1)的主要來源是DIGITAL萬用表的直流電壓屏蔽有很大的示值允許誤差,因此應(yīng)采用B類方法進(jìn)行評估。數(shù)字萬用表的直流電壓表允許誤差為±(0.003%讀數(shù)+50 μV),壓力變送器輸出電流的極大值為20 mA,100 ω標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電壓是2V,所以半寬a=2V×0.003%+0.00005=0.00011V。在區(qū)間內(nèi),可以認(rèn)為是均勻分布,k=3,所以:

3.1.2 測量重復(fù)性u ( V2 )的評定
對一臺(tái)0.1級,16 MPa的壓力變送器進(jìn)行測量輸出電壓進(jìn)行重復(fù)測量10次,數(shù)值分別為:2.0002、2.0003、2.0003、2.0002、 2.0002、2.0002、2.0002、2.0002、2.0002、2.0002(V)。
測量的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為:s ( V2 ) = 0.042 mV
故: u ( V2 ) = s ( V2 ) = 0.042 mV
3.2 輸入量p的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u ( p )的評定
輸入量p的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u ( p )主要由活塞式壓力計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置的誤差引起的,采用B類方法評定?;钊綁毫τ?jì)準(zhǔn)確度等級為0.005級,其非常大允許示值誤差為±0.005%,其半寬度為: a=(0.005%×1.6 MPa)=0.0008 MPa
在此區(qū)間服從均勻分布,k =,所以:

3.3 輸入 R 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u (R) 的評估
輸入 R 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的主要來源是標(biāo)準(zhǔn)電阻。 標(biāo)準(zhǔn)電阻,非常大的允許示值誤差±0.01%,其半寬為:
A = (0.01% x 100 ω) = 0.01 ω
在區(qū)間內(nèi),可以認(rèn)為服從均勻分布,k =,所以:

4. 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的綜合
具有標(biāo)準(zhǔn)不確定度的靈敏度系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和重復(fù)性分量的具體結(jié)果見表1。

根據(jù)表 1 中的結(jié)果,可以得到合成不確定度如下:

5 相對擴(kuò)展不確定度的評估
當(dāng)輸出為20mA時(shí),取包含因子K=2,則:U(y)=KUc(y)=0.003mA,相對擴(kuò)展不確定度為Urel=0.019%,k=2。
6 結(jié)論
本文通過一個(gè)具體實(shí)例,對壓力變送器示值誤差的不確定度進(jìn)行了評估,直接反映了影響壓力變送器結(jié)果的相關(guān)因素。 同時(shí),不確定度評價(jià)方法也適用于其他精度等級的被測壓力變送器的不確定度評價(jià)。

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