王翠玨

[摘 要]采用兩個(gè)或兩個(gè)以上實(shí)驗(yàn)室間量值比對的方法開展能力驗(yàn)證。將主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室提供的傳遞標(biāo)準(zhǔn)逐一傳遞到各實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行計(jì)量測量，通多對傳遞標(biāo)準(zhǔn)測量不確定度的評定，獲得傳遞標(biāo)準(zhǔn)的合成不確定度和擴(kuò)展不確定度，確定該實(shí)驗(yàn)室的測量結(jié)果是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，從而判斷該實(shí)驗(yàn)室量值傳遞的準(zhǔn)確性。

[關(guān)鍵詞]壓力表；比對；測量不確定度；能力驗(yàn)證

中圖分類號(hào)：TH823.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）20-0138-02

能力驗(yàn)證是利用實(shí)驗(yàn)室間比對確定實(shí)驗(yàn)室的校準(zhǔn)/測量能力或檢查機(jī)構(gòu)的校驗(yàn)?zāi)芰Γ魏斡糜诒O(jiān)視實(shí)驗(yàn)室能力的實(shí)驗(yàn)室比對和測量審核的活動(dòng)稱為能力驗(yàn)證活動(dòng)。能力驗(yàn)證活動(dòng)包括能力驗(yàn)證計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)室間比對和測量審核。能力驗(yàn)證計(jì)劃是為保證實(shí)驗(yàn)室在特定檢測、測量或校準(zhǔn)領(lǐng)域的能力而設(shè)計(jì)和運(yùn)作的實(shí)驗(yàn)室間比對。

在本文中，將依據(jù)JJG 52-2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表》檢定規(guī)程以及JJF 1117-2010《計(jì)量比對》國家計(jì)量技術(shù)規(guī)范，通過對一般壓力表的測量結(jié)果進(jìn)行不確定度評定，采取參比實(shí)驗(yàn)室間測量結(jié)果與其不確定度的一致性用歸一化偏差進(jìn)行評價(jià)，獲得比對結(jié)果是否滿意的評價(jià)。

1 能力驗(yàn)證方案

采用實(shí)驗(yàn)室間量值比對的方法開展能力驗(yàn)證。將主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室提供的傳遞標(biāo)準(zhǔn)（被測對象）逐一傳遞到各實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行計(jì)量測量，通過對每個(gè)檢定點(diǎn)（零點(diǎn)除外）進(jìn)行測量不確定度的評定，獲得其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴(kuò)展測量不確定度，將參比實(shí)驗(yàn)室各測量結(jié)果與主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室所確定的量值進(jìn)行比較，采取測量結(jié)果與其不確定度的一致性用歸一化偏差進(jìn)行評價(jià)的方法，獲得比對結(jié)果能力驗(yàn)證是否滿意的評價(jià)。

傳遞標(biāo)準(zhǔn)由上一級(jí)主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室提供，傳遞標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定可靠，根據(jù)比對所選擇的傳遞標(biāo)準(zhǔn)的特性確定比對路線，傳遞過程中保持其穩(wěn)定性，本文采取環(huán)式傳遞方法。

2 傳遞標(biāo)準(zhǔn)與參比實(shí)驗(yàn)室計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器參數(shù)

2.1傳遞標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)（表1）

2.2 參比實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)器參數(shù)（表2）

3 測量方法和測量過程

3.1 測量方法

依據(jù)JJG 52-2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表》國家計(jì)量檢定規(guī)程。

3.2 測量環(huán)境

溫度：（20±5）℃；濕度不大于85%

3.3 測量過程

將傳遞標(biāo)準(zhǔn)置于實(shí)驗(yàn)室檢定環(huán)境條件下2h以上，再傳遞標(biāo)準(zhǔn)安裝到數(shù)字壓力計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置接口上并檢查接口的密封性，傳壓介質(zhì)為氣體，試驗(yàn)中選取名義壓力為0MPa、0.05MPa、0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa共5個(gè)測量點(diǎn)。按照正反行程逐點(diǎn)升壓和降壓進(jìn)行一個(gè)循環(huán)的測量，讀取輕敲后的示值。在0.2MPa壓力下進(jìn)行3分鐘耐壓試驗(yàn)。共進(jìn)行3個(gè)循環(huán)的測量，每個(gè)測量點(diǎn)共進(jìn)行6次測量。

4 測量數(shù)學(xué)模型

試中：-------被測壓力表在被測點(diǎn)上得示值

-------標(biāo)準(zhǔn)器示值

-------其它影響量

5 各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評定

對傳遞標(biāo)準(zhǔn)器在測量點(diǎn)0MPa、0.05MPa、0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa分別進(jìn)行3次正反行程共6次測量，結(jié)果如表3

各測量點(diǎn)6次測量的算數(shù)平均值如表4

5.1 被測壓力表的測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的來源主要是被測壓力表的測量重復(fù)性和估讀誤差引入的不確定度分量，測量重復(fù)性和估讀誤差引入的不確定度分量可根據(jù)哪個(gè)分量大取哪個(gè)：

5.1.1 被測壓力表的測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量 （A類評定）

A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度：===

對于檢測點(diǎn)0.05MPa，===0.00005；其它點(diǎn)的測量，計(jì)算方法同上，計(jì)算結(jié)果見表5

5.1.2 估讀誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量（B類評定）

傳遞標(biāo)準(zhǔn)分度值為0.002MPa，根據(jù)規(guī)程，按1/5進(jìn)行估讀，則估讀分度值為0.002MPa×=0.0004MPa ，屬均勻分布，按B類不確定度進(jìn)行評定，取包含因子k=，則==0.00023MPa 。

通過比較，本文取估讀誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量作為被測壓力表的測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。

5.2 標(biāo)準(zhǔn)器的準(zhǔn)確度引入的不確定度分量（B類評定）

數(shù)字壓力計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置的準(zhǔn)確度等級(jí)為0.05級(jí)，量程為（0～0.6）MPa，在區(qū)間內(nèi)屬均勻分布，取包含因子為，按照B類不確定度進(jìn)行評定：區(qū)間半寬度MPa；根據(jù)均勻分布公式標(biāo)準(zhǔn)偏差公式；得

==0.00017MPa

5.3 由環(huán)境溫度對本次測量的影響引入的不確定度分量（B類評定）

本次比對使用的傳遞標(biāo)準(zhǔn)為彈簧管式壓力表，溫度系數(shù)kt=0.0004/℃。溫度影響所產(chǎn)生的最大誤差可按下式計(jì)算：

對于檢測點(diǎn)0.05MPa，其中溫度系數(shù)=0.0004/℃，溫度差=t -20 （℃），t為試驗(yàn)時(shí)的環(huán)境溫度（取試驗(yàn)前后兩次測量值的平均值），按均勻分布，按B類不確定度，取包含因子為=得

==0.00027MPa

6 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

式中：；

——檢測點(diǎn)標(biāo)稱值；

靈敏度系數(shù)：=

=

=

對于檢測點(diǎn)0.05MPa，=1；=-1；==-0.00002其它點(diǎn)的測量，計(jì)算方法同上，計(jì)算結(jié)果見表6

當(dāng)各輸入量不相關(guān)時(shí)，依據(jù)公式：

得傳遞標(biāo)準(zhǔn)各檢定點(diǎn)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

對于檢定點(diǎn)0.05MPa，其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

=0.00017MPa

其它檢定點(diǎn)，計(jì)算方法同上，計(jì)算結(jié)果如表7

7 擴(kuò)展不確定度的評定

取k=2，依據(jù)公式；以對于檢定點(diǎn)0.05MPa，

MPa，

其它檢定點(diǎn)，計(jì)算方法同上，計(jì)算結(jié)果見表8

8 結(jié)果評價(jià)方法

各參比實(shí)驗(yàn)室用前文同樣的方法計(jì)算出結(jié)果，比對結(jié)果通常用比對判據(jù)值進(jìn)行評價(jià)，值又稱為歸一化偏差，為各參比實(shí)驗(yàn)室比對結(jié)果與主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室參考值的差值與該差值的不確定度之比。

式中：——第j個(gè)實(shí)驗(yàn)室的第i個(gè)測量點(diǎn)上測量結(jié)果；

——比對實(shí)驗(yàn)室第i個(gè)測量點(diǎn)上的參考值；

k——包含因子，一般情況k=2；

——第i個(gè)測量點(diǎn)上的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

當(dāng)，與相互無關(guān)或相關(guān)較弱時(shí)，

式中：——第j個(gè)實(shí)驗(yàn)室的第i個(gè)測量點(diǎn)上測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

——傳遞標(biāo)準(zhǔn)在第i個(gè)測量點(diǎn)上在比對傳遞環(huán)節(jié)引入的不確定度；

——第i個(gè)測量點(diǎn)上參考值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

比對測量結(jié)果一致性判斷原則：

參比實(shí)驗(yàn)室的測量結(jié)果與參考值之差與不確定度之比在合理的預(yù)期范圍之內(nèi)，比對結(jié)果可接受；參比實(shí)驗(yàn)室的測量結(jié)果與參考值之差與不確定度之比超出合理的預(yù)期，應(yīng)分析原因。

9 結(jié)語

實(shí)驗(yàn)室間比對是能力驗(yàn)證活動(dòng)的組成部分，是實(shí)現(xiàn)國際互認(rèn)和考核實(shí)驗(yàn)室能力的有效手段，通過比對，能夠考察各實(shí)驗(yàn)室測量量值的一致程度、考察實(shí)驗(yàn)室計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的可靠程度，檢查各計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)的檢定準(zhǔn)確度是否保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。通過比對也能夠參考各實(shí)驗(yàn)室計(jì)量檢定人員技術(shù)水平和數(shù)據(jù)處理的能力，發(fā)現(xiàn)問題，積累經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] JJF 1117-2010 計(jì)量比對.

[2] JJF 1059.1-2012 測量不確定度評定與表示.