一、2088压力变送器与示值误差测量

2088压力变送器

一般意义上讲，2088压力变送器属于一种测量仪表，在工业领域得到广泛应用，该仪表能够将压力变量转变成多种可传送的输出信号，而信号将直接体现出反应压力的改变情况，并与压力标量之间存在一定的函数联系。变送器两侧的压力不一致，但工作原理相同，能够将信号传送到中控室当中，对压力进行记录、指示与控制，可见变送器在工业领域占有十分关键的地位。目前，变送器与先进信息技术的结合日进紧密，已经研制出了智能变送器，使性能得到进一步优化。

示值误差

示值误差主要是指工业计算器中的测量数据与实际数据间的差别。在2088压力变送器使用中，示值误差是指变送器示值与真实数值之间的差距，同时也是主要计量特征之一。在测量中，不可避免会存在误差情况，无法保障100%的准确度，2088压力变送器中允许存在的最大误差值便是测量不确定度，通常情况下，在尚未修正时示值便可代表最终结果，而不确定度只是一种与测量结果间的联系，与其他概念不相关。测量不确定度受多种因素影响，包括温度、湿度、压力、电磁干扰等等，在测量过程中应选择恰当的时间与地点，考虑到被测对象的误差大小、测量范围、仪器精准度、输出电流条件、测量数据等多个方面。

测量条件与方法

以2088压力变送器检定规程为依据，在温度为20.5℃，湿度为48%RH的条件下，针对0.02级压力器的示值不确定度进行验证，其量程为0~40MPa，允许的最大误差范围在±0.02%FS，电流模块为0~25Ma，最大误差区间为±0.02%，压力器的精准度为05级。偶遇被测仪器的量程不同，因此测量过程也不尽相同，采用对被测仪器相对应的压力校验设备进行检测。在检定之前，将检定设备与被测仪器连接完毕后，对检定系统进行一定时间的预热，并对被测设备预加测量压力3次。对于0.5级2088压力变送器来说，应在测量面积中选取6个检定点，进行反复三次检定，然后以检测规程为依据，对被测仪器的各项误差进行评定。

二、数学模型与灵敏系数

数学模型的构建

本次检测实验中构建的2088压力变送器模型为：

式中，△I代表的是变送器中的输出误差；单位为mA；Im代表的是变送器输出量程，单位为mA；I代表的是变送器输出电流数值，单位为mA；Pm代表的是变送器输入量程数值，单位为MPa；P代表的是变送器输入压力大小，单位为MPa；I0代表的是变送器输出起始，单位为mA。

灵敏系数

在检测实验中，被测对象的变送器测量区间在0~32MPa之间，输出电流为4~20mA。因此，对于变送器来说，输入压力灵敏系数的计算公式为：

由此可计算出输出电流的灵敏系数为：

三、不确定度分量的评定

输入量P的不确定度

在压力校准过程中，对示值误差引入不确定度进行分析，产生的主要原因在于标准压力模块，准确度为0.05级，通过B类方式进行评定，允许的最大误差区间在±0.05%FS，最大输出压力为2.5MPa，在此范围内半宽度的数值为0.00125MPa，根据均匀分布原则，其中包括的因子K数值为3，不确定度u（p）的数值为0.00125与3的比值，即0.007MPa，不确定度为5%，自由度v的数值为200。

输入量的不确定度

电流示值误差

该不确定度产生的主要原因在于压力校验器中电流示值误差，通过B类方式进行评定，误差范围在±0.02%，该校验器的测量区间在0~2.5MPa之间，变送器中的最大电流量为20mA，区间的半宽度为0.0047mA，根据均匀分布原则，其中包含因子K，数值为3，不确定度为u，数值为0.0047与3的比值，即0.0027mA，不确定度为5%，自由度为200。

数值修约

在对变送器的计量情况进行检测过程中，对变送器自身的合格率判断应以修约后的数值为依据。因此，数值修约也成为不确定度产生的主要原因之一，需要对该因素进行判定。

以2088压力变送器检定规程为依据，通过四舍五入的方式对小数点后的位数进行保留，使其与变送器最大误差相比较小，即1/10~1/20之间。在相关规程的指导下，需要对0.5级变动器的最大允许误差进行检验，最大误差区间为±0.08mA，在分散的半宽度的数值为0.00005mA，在此范围内包括的因子K数值为3，不确定度u（p）的数值为0.00005与3的比值，即0.0003Pa，不确定度为5%，自由度v的数值为200。

输出电流测量重复性

通过反复测量的方式能够对该不确定度进行检定，使用A类测量方式，在相关规程的指导下，将检测温度调至23℃，湿度调至50%RH，采用五台性能较好的相同型号变送器，然后选择五个测量点进行测量。在条件相同的情况下，对输出电流进行反复十次测量，最后对测量的结果进行重复性实验。单次实验标准误差为0.0007mA，由于利用上述公式对实验标准差0MPa进行重复测量，只能说明该点的不确定度情况，无法展示出其他定点的情况。对此，为了对不同检定点的实验结果进行分析，可以采用A类测量的方式，通过将样本标准差合并的方式，在条件不变的情况下，对不同的检定点进行测量，这样做测量结果将会变得更加科学、合理。根据其他检定点的实际情况，对剩余点的实验标准差进行就按，能够得出五组计算结果，分别为0.0007mA、0.0007mA、0.0055mA、0.0011mA以及0.0008mA。对此，将样本标准差进行合成后得出数值为0.0026mA。根据实际检测情况，在条件不变的情况下进行二次测量，将两次测量结果取平均值，为0.0018mA，自由度为45。

输入量不确定度

由于各个不确定度在分量上不尽相同，且属于相互独立的状态，需要对输入量I的不确定度进行单独计算，公式为：

合成不确定度

由于u（p）与u（I）之间相互处于独立状态，对此，在对合成不确定度进行计算时，需要将二者进行单独计算，分别为：

有效自由度的计算公式为：

扩展不确定度

上述合成不确定度已经与正态分布十分相似，根据置信概率，其中包含因子k的数值可取1.96，此时扩展不确定度的计算公式为：

U＝1.96uc（△I）＝1.96×3.7μA＝7.3μA

不确定度报告

针对2088压力变送器示值误差进行检测后，得出合成不确定uc的数值为3.7μA，拓展不确定度为7.3μA，自由度为300。在本文的研究中，变送器的允许误差区间在±80μA之间，能够与规程中所要求的检定内容相符合，并且将引入扩展的不确定与被检测仪器的允许误差进行对比，可小于其绝对值的1/4，也就是20μA。

四、综述

综上所述，测量不确定度作为一种重要概念，能够对检测质量、效率产生直接影响。在本文的研究中，根据变送器检定规程，对各个变量的不确定度、误差的产生原因进行了分析，并对合成不确定度、有效自由度等进行了计算，从而为相同类型不确定度的测量与评定提供有力的参考依据。

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