弹簧管式精密压力表及真空表检定结果讨论
Luke · 2010-11-21 22:59 · 34096 次点击
根据JJG49-1999《弹簧管式精密压力表及真空表》检定规程的要求,对其检定结果的读取值应读至最小分度值的1/10格,同时将正、反行程读数的算术平均值修约至最小分度值的1/10格。那么,如何进行合理的数据修约呢?误差理论中关于数字舍入有如下规则:(1)若舍去部分的数值大于保留部分末位的半个单位(即舍去的数字段中,首位数字大于5),则末位加1。(2)若舍去部分的数值小于保留部分末位的半个单位(即舍去的数字段中,首位数字小于5),则末位不变。(3)若舍去部分的数值等于保留部分末位的半个单位(即舍去的数字段中,首位数字等于5且末位不是0时),则末位凑成偶数,即当末位为偶数时末位不变;当末位为奇数时末位加1。我们知道,由于数字舍入引起的误差称为舍入误差。按上述规则进行数字舍入,其舍入误差皆不超过保留数字最末位的半个单位。从该规则第(3)条可以看出,被舍去的数字不是见5就入,这样就使舍入误差成为随机误差,联系概率论有关知识,这种舍入方法,保证了“舍”和“入”的概率相等(均为50%),从而使舍入误差的平均值趋于零。下面就弹簧管式压力表及真空表检定结果的处理,结合上述数据修约规则作以下讨论:(1)上述规则所说的“半个单位”意指数字“5”,而针对弹簧管式压力表及真空表,因其1/10格有0.0005、0.0002、0.0001、0.005……,其有效数字或为“5”,或为“2”,或为“1”,联系上述规则,这里的“半个单位”就不是规则中所述的“5”了。例如:检定0.4级、上限为1.0MPa的弹簧管式精密压力表,其1/10格为0.0005MPa。在标准值为0.2MPa这一点,若正行程读数为0.1990MPa,反行程读数为0.1995MPa,其平均值为0.19925MPa,按要求应保留至小数点后第4位,根据上述规则进行数字舍入,则修约后的数值为0.1992MPa,显然并未修约到1/10格。可以对平均值0.19925进行一下分析:0.19925-0.1990+0.00025,既然要求将数据修约到1/10格,则这里待作取舍的数应为0.00025而不是0.00005,所谓的“半个单位”,在这里应理解为1/10格0.0005MPa的一半,即0.00025MPa。也就是说,待作取舍的数应与0.00025相比较。分析1/10格为其他值的情况,也可得出相仿的结论。如1/10格为0.0002MPa时,与待作取舍的数相比较的“半个单位”应为0.0001MPa;1/10格为0.0001MPa时,“半个单位”为0.00005MPa。总之,针对弹簧管式压力表及真空表,结合误差理论中有关数据修约的规定,对其检定结果进行数据修约时,“半个单位”应理解为“1/10格的一半”。(2)上述规则从根本上说是为了保证“舍”、“入”的概率相等,但直接按上述规则对检定结果进行数据修约,在有些情况下并不能保证“舍”、“入”的概率相等。如表1所示,检定0.25级、上限为0.4MPa的弹簧管式精密压力表,其1/10格为0.0002MPa,在这里“半个单位”为“0.0001MPa”,按上述规则第(3)条的规定,对于待舍入数字为“半个单位”的情况,不管正、反行程读数如何变化,都将舍去半个单位量值0.0001MPa,“入”的概率为零。
表1检定结果单位:MPa注:准确度级别:0.25级;上限:0.4MPa;1/10格:0.0002MPa。
如0.04MPa这一点,正、反行程读数的平均值为(0.0402+0.0404)/2=0.0403=0.0402+0.0001,末位为偶数“2”,0.0001被舍去。这显然是不合理的(因为“舍”、“入”概率不相等)。那么,采取什么样的舍入方法才能使待舍入部分的“舍”、“入”概率均等呢?设被检表1/10格小数点后的位数为n,分析表明:为保证“舍”、“入”概率相等,对于待取舍部分为被检表1/10格一半的情况作如下分析:(1)当被检表1/10格的有效数字为“2”(如1/10格为0.0002)时,应由1/10格相应的第n-1位数字的奇偶性决定取舍。(2)当被检表1/10格的有效数字为“5”(如1/10格为0.005)或“1”(如1/10格为0.0001)时,由第n位或第n-1位数字的奇偶性决定取舍均可(为统一起见,建议由第n-1位数字的奇偶性决定取舍)。应用这一结论对表1的检定结果进行数据修约,所得结果如表2所示。
表2修约结果单位:MPa注:准确度级别:0.25级;上限:0.4MPa;1/10格:0.0002MPa。
作者单位【中国船舶重工集团公司703研究所吴建权】