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水管压力变送器示值误差测量不确定度评定

时间:2021-08-09 11:23:29

导读: 关于水管压力变送器示值误差测量不确定度评定,下面给大家浅析一下,供大家参考,希望对大家的工作和学习有所帮助。 1.1 测量依据 根据JJG 882-2019压力变送器检定规程。 1.2 测量标准 采用0.005活塞式压力表; 数字万用表的直流电压量程,非常大的允许误差值0.003%读数+50

关于水管压力变送器示值误差测量不确定度评定,下面给大家浅析一下,供大家参考,希望对大家的工作和学习有所帮助。
1.1 测量依据
根据JJG 882-2019压力变送器检定规程。
1.2 测量标准
采用0.005活塞式压力表; 数字万用表的直流电压量程,非常大的允许误差值±0.003%读数+50 μV; 100ω标准电阻,极大允许误差值±0.01%。
1.3 测试对象
(0~16)MPa,测量精度0.1级。
1.4 测量环境
(20±5)℃,每10分钟变化小于1℃。
相对湿度:≤80%。
2. 建立测量模型并列出不确定度传播率
2.1 测量模型

式中:ΔI——压力变送器的输出电流误差; V——压力变送器输出电压值; R——标准电阻值,100 Ω; Im——压力变送器电流输出量程; p——压力变送器输入压力值; pm——压力变送器压力输入量程; I0——压力变送器输出起始值。 
2.2 方差和灵敏系数
2.2.1 方差

2.2.2 灵敏度系数

其中: C1——输入电压对变送器输出误差的敏感系数; C2——输入压力对变送器输出误差的敏感系数; C3——标准电阻对变送器输出误差的灵敏度系数。
3 输入量的标准不确定度评估
3.1 输入 V 的标准不确定度 u (V) 的评估
输入 V 的标准不确定度由数字万用表直流电压表误差的测量不确定度 u (V1) 推导出,用 B 类标准不确定度进行评估。 测量重复性 U (V2) 的评估通过使用A类标准不确定度法,压力变送器分辨率引起的不确定度影响不大,故不考虑。环境温度的影响也可以忽略。
3.1.1 数字万用表测量不确定度U(V1)的评价
U(V1)的主要来源是DIGITAL万用表的直流电压屏蔽有很大的示值允许误差,因此应采用B类方法进行评估。数字万用表的直流电压表允许误差为±(0.003%读数+50 μV),压力变送器输出电流的极大值为20 mA,100 ω标准电阻上的电压是2V,所以半宽a=2V×0.003%+0.00005=0.00011V。在区间内,可以认为是均匀分布,k=3,所以:

3.1.2 测量重复性u ( V2 )的评定
对一台0.1级,16 MPa的压力变送器进行测量输出电压进行重复测量10次,数值分别为:2.0002、2.0003、2.0003、2.0002、 2.0002、2.0002、2.0002、2.0002、2.0002、2.0002(V)。
测量的实验标准偏差为:s ( V2 ) = 0.042 mV
故: u ( V2 ) = s ( V2 ) = 0.042 mV
3.2 输入量p的标准不确定度u ( p )的评定
输入量p的标准不确定度u ( p )主要由活塞式压力计标准装置的误差引起的,采用B类方法评定。活塞式压力计准确度等级为0.005级,其非常大允许示值误差为±0.005%,其半宽度为: a=(0.005%×1.6 MPa)=0.0008 MPa
在此区间服从均匀分布,k =,所以:

3.3 输入 R 的标准不确定度 u (R) 的评估
输入 R 的标准不确定度的主要来源是标准电阻。 标准电阻,非常大的允许示值误差±0.01%,其半宽为:
A = (0.01% x 100 ω) = 0.01 ω
在区间内,可以认为服从均匀分布,k =,所以:

4. 标准不确定度的综合
具有标准不确定度的灵敏度系数、标准和重复性分量的具体结果见表1。

根据表 1 中的结果,可以得到合成不确定度如下:

5 相对扩展不确定度的评估
当输出为20mA时,取包含因子K=2,则:U(y)=KUc(y)=0.003mA,相对扩展不确定度为Urel=0.019%,k=2。
6 结论
本文通过一个具体实例,对压力变送器示值误差的不确定度进行了评估,直接反映了影响压力变送器结果的相关因素。 同时,不确定度评价方法也适用于其他精度等级的被测压力变送器的不确定度评价。

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