【正文】 （ ）： ? (） ? 如果以相對不確定度表示 ： ? （ ） 0AA ?vAppAMgMupuH????? ??02)()()()1()())20(1( )20()())20(1()()( 222222222200222?????? upputttutA AuA Au ???? ?????? )()1()())20(1()20()())20(1()()(222222222022 ?????? upputttutAuAu relrel ?????????? ? 其中，需要說明的是： ? 20℃ 為規(guī)程規(guī)定的參考溫度 ? 公式中的壓力 p為名義值，無需考慮其不確定度，但是應使其盡量接近實際壓力值； ? 活塞有效面積的不確定度對于總不確定度的貢獻很大，所以按照規(guī)程在我們的檢定 /校準工作中主要是針對活塞壓力計的有效面積。 imp? cp ??? ??1C?1C???c?im??lprefP ? ? 不確定度分量劃分 進行不確定度分析之前，首先要明確分析的對象：活 塞壓力計是作為被檢裝置還是標準器。 絕壓時 k=0。 ? h— 活塞參考平面與測量平面的差 k。 — 介質密度 。 — 空氣密度 。 ? ? ?refaliiAmai pghkptAkgmpi ??????????? ? )()1)](20(1[2)/1(00???? ??? ? ? α— 活塞組熱膨脹系數 。 ? 當活塞處于工作位置時，修正公式為 ： ? ? () ? 式中： A0— 在參考溫度和當地大氣壓下活塞系統(tǒng)的有效 ? 面積， ㎡ ； ? λ— 壓力形變系數， MPa1。 圖 活塞壓力計原理 M g P AMgAGp ?? ? 但是，實際工作中，我們必須考慮活塞壓力計的其他影響因素，通過修正使其對于活塞壓力計的影響減到最小。 活塞壓力計產生的壓力，按照 其基本原理有如下公式： ? （ ） ? 式中： G—— 砝碼產生的重力， N ? A—— 活塞有效面積， m2； ? p—— 被測壓力， N/ m2； ? M—— 砝碼質量， kg； ? g—— 當地重力加速度， m/s2。為了避免產生靜摩擦力，在工作時使活塞桿與活塞筒之間有一相對旋轉運動 ,從而使活塞桿處于活塞筒的中心位置，與活塞筒之間有一個均勻的介質層?；钊到y(tǒng)工作時，活塞應穩(wěn)定懸浮于活塞筒中并處于稱工作位置。 ? 活塞壓力計是基于流體靜力學原理和帕斯卡原理設計的，作為壓力的標準裝置，一般來講，它由活塞系統(tǒng)、砝碼和底座（或含造壓系統(tǒng)）三部分組成。目前我國壓力量值傳遞體系中，除了微壓段以外，幾乎所有的壓力計量器具都是溯源到活塞基準。近年來，隨著不確定度理論的逐步被大家所接受，以及國家對于不確定度評定的指導規(guī)范（ JJG 10591999）的出臺，在壓力計量與測試領域對于壓力測量結果的不確定度評定的需求也日益增加，這里希望通過以工作基準活塞壓力計為例，對于活塞壓力計不確定度進行詳細分析與探討。 ? 近年來，隨著全球經濟和市場的需要，在國際上出現(xiàn)了采納 CIPM不確定度表示方法的趨勢。1980年，國際計量局召集起來一個不確定度陳述工作組。對于活塞壓力計進行科學、合理的不確定度分析，可以規(guī)范其數據處理和分析方法保證量值傳遞的正確與可靠，并且便于相互交流與取得互認共識。 ? 對于不確定度報告中使用符號的含義，必要時應由文字說明，也可采用它們的名稱代替符號，或同時采用。最終報告不確定度時，其末位后面的數有時可能采取進位而不是舍去。 )(cu)(r yu effvp rUpUeffv ? 對于國際比對等比較重要的測量，不確定度報告還應包含以下內容： ? (1) 有關輸入量與輸出量的函數關系以及靈敏系數 ； ? (2) 修正值和常數的來源及其不確定度； ? (3) 輸入量 的實驗觀測數據及其估計值 ，標準不確定度 的評定方法及其量值、自由度 ，并將其列成表格； ? (4) 對所有相關輸入量給出協(xié)方差或相關系數 r及其獲得方法； ? (5) 測量結果的數據處理程序。 ? 當用合成標準不確定度報告測量結果的不確定度時，應明確說明被測量 Y的定義；給出被測量 Y的估計值 y、合成標準不確定度 及其單位或相對擴展不確定度 ，必要時還應給出有效自由度 。 ? ?yku c?? ?yuc? ?yucpU ?pk ? 5. 測量不確定度的報告與表示 ? 當給出完整的測量結果時，應報告其測量不確定度。 ? 有時，測量結果的修正值較小，可不對示值進行修正。 ? 如果可以確定 Y可能值的分布不是正態(tài)分布，而是接近于其他某種分布，則不應按以上 k值計算 U或 。壓力計量一般取 ，因此當對 Y可能值的分布做正態(tài)分布的估計時， ? 的常用值列于表 34中，當自由度足夠大時，可以近似認為 。前者為標準差的倍數，后者為具有概率 p的置信區(qū)間的半寬。輸入估計值 得標準不確定度 既可以按 A類，也可以按 B類方法評定。靈敏系數一般由數學模型推導而來，有時也可由實驗確定，即通過變化第 i個輸入量 ，而保持其余輸入量不變，測定的變化量 ,從而得到 值 ? 在計算靈敏系數時，如數學公式較復雜，可采用數值方法進行計算，即：用 計算出 y，然后再用 ? 計算出 ，其中 相對于 是一個很小的增量，則式 (320)和 (321)可分別表示為 ? (322) ? (323) ? 當全部輸入量是彼此獨立或互不相關時，合成標準不確定度由下式得到： Nxxx ， ?21ixicix xxi ??yy ??x?ix ii xyc???yxxfc iiri ??? ? (324) ? (325) ? 該式稱為不確定度傳播律。當不確定度的評定有嚴格的數字關系時，如數字壓力計量化誤差、數據修約引起的不確定度計算，自由度可取 ∞；當計算不確定的數據來源于校準證書、檢定證書或手冊等比較可靠資料時，可取較高自由度，如 ；當不確定度的計算帶有一定主觀判斷因素，可取較低自由度。這要按所依據的信息來源的可信程度，靠經驗并對有關知識有深刻地了解。 ? B類標準不確定度分量的自由度 與所得到的標準不確定度 的相對標準不確定度 有關，其關系為： ? (319) ? 即自由度越大，不確定度的可靠程度越大。由于可以認為儀器的示值允差中已包含了儀器長期穩(wěn)定性的影響，因此不需考慮儀器長期穩(wěn)定性引起的不確定度。此時，可按檢定規(guī)程規(guī)定的該級別的最大允許誤差進行評定。如使用時的環(huán)境條件偏離鑒定或校準時的環(huán)境條件時，要考慮環(huán)境條件引起的不確定度分量。此時，不確定度計算采用正態(tài)分布或 t分布。但如果已知被研究的量 的可能值出現(xiàn)在 至 中心附近的概率，大于接近區(qū)間的邊界時，則最好按三角分布計算。我們一般把重復條件下多次測量的算術平均值估計為正態(tài)分布；把數據修約、示值的分辨率、按級使用的儀器的最大允許誤差等估計為矩形 (均勻 )分布；兩相同矩形分布的合成一般估計為三角分布。 ? ?ixUix ? ?ixs? ?ixu ? ? kxipUixpU ? ?ixu? ?pipUuxk?95%?p ?pk ? (3) 已知擴展不確定度 、置信概率 p及有效自由度 ? 的 t分布 ? 如已給出了 在置信概率為 p時的置信區(qū)間的半寬 ，而且給出了有效自由度 ，這時必須按 t分布處理： ? (315) ? 4) 由重復性限或復現(xiàn)性限求不確定度 ? 按規(guī)定的測量條件，當明確指出兩次測量結果之差的重復性限 r或復現(xiàn)性限 R時，如無特殊說明，則測量結果標準不確定度為 ? (316) ? 或 ? (317) pUeffv ixpU effv? ? ? ?ef fvtUxuppi ?? ?rxui ?? ? Rxui ? ? (5) 已知置信區(qū)間和概率分布求不確定度 ? 如 之值 分散區(qū)間的半寬為 ，且 落于 ? 至 區(qū)間的概率為 100%，即全部落于此范圍中，通過對其分布的估計，可以得出標準不確定度 ? 。 ? (2) 已知擴展不確定度 和置信概率 p的正態(tài) ? 分布 . ? 如已給出了 在置信概率為 p時的置信區(qū)間的半寬 ，除非另有說明，一般按正態(tài)分布考慮評定其標準不確定度 。 ? B類標準不確定度的信息來源一般有：以前的觀測數據；對有關技術資料和測量儀器特性的了解和經驗；生產部門提供的技術說明文件；校準證書、鑒定證書或其他文件提供的數據、準確度等級等；手冊或某些資料給出的參考數據及其不確定度。 ? (313) n 2 3 4 5 6 7 8 9 c vsGxx k ?? ? 式中 s —— 單點測量實驗標準差； ? G—— 統(tǒng)計學中的格拉布斯數，其值見表 32。 ? 格拉布斯測量異常值剔除法：適用于一組測量值中只有一個粗差的情況，且被剔除的測量值的置信水平為 5％。此外，這一測量過程的重復觀測值應相互獨立。 ? (2) 極差法 ? (312) ? 式中 C—— 的極差系數； C及自由度 如表 31所列。 ? 在重復性條件或復現(xiàn)性條件下得出 n個觀測結果 ，隨機變量 x的期望值的最佳估計是 n次獨立觀測結果的算術平均值： ? (39) ? 測量結果 的 A類標準不確定度 即為測量平均值的實驗標準差 ，它