為評定恒壓法校準(zhǔn)正壓漏孔的測量不確定度，建立恒壓法正壓漏孔校準(zhǔn)結(jié)果測量不確定度評定的數(shù)學(xué)模型，分析不確定度各影響分量及其靈敏系數(shù)，由恒壓法校準(zhǔn)正壓漏孔的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定及B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定，計算出恒壓法校準(zhǔn)正壓漏孔的相對擴(kuò)展不確定度，并通過實(shí)驗(yàn)給出恒壓法校準(zhǔn)正壓漏孔的測量不確定度評定示例。

引言

　　隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步，正壓漏孔已經(jīng)越來越廣泛的應(yīng)用于航天、航空、制冷、汽車等行業(yè)和領(lǐng)域，各行業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展與高可靠性的要求對正壓漏孔校準(zhǔn)準(zhǔn)確度的要求不斷提高。

　　目前，國內(nèi)外均開展了正壓漏孔校準(zhǔn)技術(shù)研究工作，如國外的德國物理技術(shù)研究院(PTB)、瑞士BALZERS公司、美國材料與測試學(xué)會(ASTM)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(ECS)，以及國內(nèi)的中國計量院、上海計量測試技術(shù)研究所、航天科技集團(tuán)一院、清華大學(xué)、蘭州空間技術(shù)物理研究所等單位，在正壓漏孔校準(zhǔn)裝置研制及校準(zhǔn)方法研究方面開展了大量研究，并對正壓漏孔校準(zhǔn)測量不確定度進(jìn)行了評定。

　　測量不確定度是正壓漏孔校準(zhǔn)結(jié)果的組成部分，采用恒壓法校準(zhǔn)正壓漏孔，與國內(nèi)外其他研究機(jī)構(gòu)相比，在延伸正壓漏孔下限的同時，降低了正壓漏孔校準(zhǔn)的測量不確定度。按照J(rèn)JF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》的要求，評定恒壓法校準(zhǔn)正壓漏孔的測量不確定度。

1、恒壓法正壓漏孔校準(zhǔn)原理及裝置

　　恒壓法校準(zhǔn)正壓漏孔的原理是：在一定溫度下，將正壓漏孔流出的校準(zhǔn)氣體引入到變?nèi)菔抑校�通過活塞移動改變變?nèi)菔业娜莘e，使變?nèi)菔覂?nèi)氣體壓力保持恒定，測量變?nèi)菔覊毫Α⒆內(nèi)菔胰莘e變化量及測量時間，計算出正壓漏孔漏率。

　　恒壓法正壓漏孔校準(zhǔn)裝置原理圖如圖1所示，通過恒溫等措施，采用恒壓法校準(zhǔn)正壓漏孔，抽氣系統(tǒng)將校準(zhǔn)裝置壓力抽至100 Pa以下，向變?nèi)菔遗c參考室中充入所需壓力的氣體，絕對式電容薄膜真空計測量初始壓力，差壓式電容薄膜真空計測量變?nèi)菔抑械膲毫ψ兓��?/p>

圖1 正壓漏孔校準(zhǔn)裝置原理圖

　　1、11. 絕對式電容薄膜真空計;2、3、6、8、9、10、12、13、17、19、23、24、25、31. 閥門;4、5、7. 氣瓶;14. 分子泵;15. 針閥;16、20. 標(biāo)準(zhǔn)容積(0.1L，1L);18. 定容室1;21. 電磁閥;22. 正壓標(biāo)準(zhǔn)漏孔;26. 機(jī)械泵;27. 電機(jī)及平動機(jī)構(gòu);28. 變?nèi)菔壹盎钊?29. 定容室2;30. 差壓式電容薄膜真空計。

　　該裝置可以實(shí)現(xiàn)定容法和恒壓法兩種校準(zhǔn)方法，恒壓法的校準(zhǔn)范圍為5×10^-8～5×10^-6 Pa·m³/s，相對擴(kuò)展不確定度不大于10%，取k=2。

2、小結(jié)

　　通過采用恒壓法校準(zhǔn)5×10^-8～5×10^-6 Pa·m³/s內(nèi)三支不同量級的正壓漏孔，對校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行了不確定度評定，發(fā)現(xiàn)由于采用恒壓法校準(zhǔn)正壓漏孔時，B類不確定度評定結(jié)果較小，正壓漏孔漏率的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定為恒壓法校準(zhǔn)正壓漏孔測量不確定度的主要來源，特別是校準(zhǔn)裝置本底的測量不確定度基本上可以忽略，因此采用一些措施減小正壓漏孔校準(zhǔn)的A類測量不確定度是降低恒壓法校準(zhǔn)正壓漏孔的測量不確定度，提高正壓漏孔校準(zhǔn)準(zhǔn)確度的最主要方式。