压力传感器校准结果不确定度评定报告

压力传感器校准结果不确定度评定报告

刘杰

身份证号：32128219820925005X

摘要：本文依据为JJG 860—2015《压力传感器（静态）检定规程》，在特定环境下，即环境温度：21℃；相对湿度：50%。对压力传感器校准结果进行评定，出具评定报告，为后续的探索提供依据。

关键词：压力传感器；校准结果；不确定度；评定报告

1校准标准设备

1.1智能数字压力校验仪

设备型号：ConST 273；出厂编号：27321260007；量程：（0～60）MPa；准确度等级：0.05级。

1.2八位半数字万用表

设备型号：3458A；出厂编号：MY45049427；直流电压量程：10mV   测量误差：±（0.002%×读数+0.0005%×量程）；100mV  测量误差：±（0.0035%×读数+0.0005%×量程）

1.3 样品信息：

样品名称：压力传感器；出厂编号：C210320011；测量范围：（0～35）MPa；输出电压：（0～100）mV；准确度等级：0.1级。

2 评定项目及结果

2.1  外观检查

样品的外形结构完好，零配件装配牢固、无松动和机械损坏现象。外壳、零件表面涂覆层光洁、完好。样品有制造单位，仪器型号为：4B108；仪器编号为：C210320011；测量范围为：（0～35）MPa、准确度等级为：0.1级，均有明确标记。没有可以引起测量错误和影响准确度的缺陷。

2.2  示值误差试验

根据测量审核作业指导书要求，对4个测点进行测试：0MPa、10MPa、25MPa、35MPa。测试时逐渐平稳的升压，从低到高逐点测试，在每个压力点记录被测样品输出的电压值；然后按原测试点平稳的降压倒序回测，再记录每个压力点被测样品输出的电压值。如此为一个循环，依此方法进行了3次循环，每个测点有6组数据。

3  不确定度的评定：

3.1数学模型：

式中：—电压值，； —压力值，；—斜率；—截距；

根据压力传感器的电压输出范围（0～100）mV，压力测量范围（0～35）MPa，

得出：

=2.85，b=0

因此数学模型为：

3.2  各测量点标准不确定度的A类评定：

根据每个测量点的测量数据计算实验标准差：

再计算每个测量点由重复性引入的标准不确定度分量：

  得出压力传感器0MPa、10MPa、25MPa、35MPa的A类标准不确定度。

3 .3 各测量点标准不确定度的B类评定：

   分析此次试验不确定度的影响量主要由智能数字压力校验仪、八位半数字万用表引入，高度差基本在同一个平面可不予考虑。

3.3.1  由智能数字压力校验仪引入的B类标准不确定度

   使用的活塞式压力真空计的准确度为0.05级,假设其为均匀分布，测量结果的不确定度：

   计算由智能数字压力校验仪测量误差引起的标准不确定度分量：

            式中：—测量点的标准压力值；

注：测量点0MPa时，根据JJG 236要求，代入值为测量上限值的10%的±0.02%。

得出压力传感器在0MPa、10MPa、25MPa、35MPa的4个测量点的B类标准不确定度。

3.3.2  由八位半数字万用表测量误差引起的标准不确定度分量：

查看八位半数字万用表的技术指标，在直流电压量程10mV时的测量误差=±（0.002%×读数+0.0005%×量程），量程100mV时的测量误差=±（0.0035%×读数+0.0005%×量程），读数以各测点的测量结果平均值代入计算，假设每个测量点都是均匀分布，则其引起的标准不确定度：

得出压力传感器在0MPa、10MPa、25MPa、35MPa的4个测量点的B类标准不确定度，见下表：

3.4各测量点合成不确定度的评定：

只要在计算过程中适当保留足够的数字位数，数据修约误差引起的不确定度可以忽略。各测量点标准不确定度分量汇总见下表：

各分量间不相关，合成标准不确定度公式为：

扩展不确定度为：

各测点的合成标准不确定度和扩展不确定度见下表：

参考文献

[1]张国鸣,李生茂,赛喜雅拉图. 基于应变式压力传感器的称重定量装置零点校准方法[J]. 制造业自动化,2022,44(03):213-216+220.

[2]马修才,温晓辉,牛永红. 自动站气压传感器校准系统串口扩展设计[J]. 南方农机,2022,53(04):154-156.

[3]朱志峰,张海宁. 压力变送器非线性校准及温度补偿方法的研究[J]. 电子测量技术,2021,44(21):71-76.

[4]高炳涛,胡凤岩,孙凤举,钟山,王慧龙,杜光宇. 贴片式压力传感器温度响应特性研究[J]. 宇航计测技术,2021,41(04):28-32.