精密压力表标准装置技术报告

计 量 标 准 名 称 精密压力表标准装置 计量标准负责人 石毅 建标单位名称(公章) 南宁铁路局南宁机务段 填 写 日 期 2017年11月10日

目 录

一、建立计量标准的目的

二、计量标准的工作原理及其组成 三、计量标准器及主要配套设备 四、计量标准的主要技术指标 五、环境条件

六、计量标准的量值溯源和传递框图 七、计量标准的重复性试验 八、计量标准的稳定性考核

九、检定或校准结果的测量不确定度评定 十、检定或校准结果的验证 十一、结论 十二、附加说明 一、建立计量标准的目的 为了在南宁机务段计量室开展精密压力表的检定工作，使生产中精密压力表的准确度和有效期得到保证，保障量值的准确可靠，使精密压力表标准装置有连续有效的检定或校准证书，申请精密压力表标准装置标准复核。 二、计量标准的工作原理及组成 精密压力表标准装置检定一般压力表的工作原理如下图所示 图中：1－标准表 2－被检表 3－压力表校验器 标准表与被检表安装在压力表校验器的表座上，两表座用管路连通，管内注入液态工质，两表的弹簧管内腔与管路形成密闭容器，用压力表校验器对工质施加压力，根据帕斯卡定律，标准表与被检表将承受同样的压力，两表压力示值之差，就是被检压力表的示值误差。 当标准表与被检表安装在压力表校验器上，其受力点不在同一水平面时，被检表所受压力等于标准表所指示压力加上高度差所带来的附加液柱压力。 三、计量标准器及主要配套设备 计 量 标 准 器 标准压力表 名 称 标准压力表 型 号 测量范围 不确定度或 准确度等级或 最大允许误差 制造厂及 出厂编号 上海自动化仪表厂3097 上海自动化仪表厂160 上海自动化仪表厂249 上海自动化仪表厂7808 上海自动化仪表厂2384 上海自动化仪表厂4718 上海自动化仪表厂2204 检定或校准 机构 局计 检定周期或复校间隔 12个月 局计 12个月 标准压力表 局计 12个月 标准压力表 局计 12个月 标准压力表 局计 12个月 标准压力表 局计 12个月 标准压力表 4 MPa 0-4MPa 局计 12个月 标准压力表 25 MPa 0-25 MPa 上海自动化仪表厂0633 上海自动化仪表厂2160 上海自动化仪表厂570 徐州标准计量技术开发所146 局计 12个月 标准压力表 40 MPa 0-40 MPa 局计 12个月 标准压力表 60 MPa 0-60 MPa 局计 12个月 主 压力表氧气表两用要 配 套 设 检查器 LYL-600 0-60 MPa / / / 备 四、计量标准的主要技术指标 精密压力表测量范围：0-60MPa， 准确度级。 五、环境条件 序 号 1 2 3 项 目 温 度 湿 度 环境压力 要 求 实际情况 结 论 (20±5)℃ (15-23)℃ 合格 ≤85%RH (50-70)%RH 合格 大气压 大气压 合格 六、计量标准的量值溯源和传递框图 上一保存机构：南宁铁路局质量技术监督所 级 精密 直接比较 压力表计测量范围：（0～60）MPa 量标准确度等级： 准器工作压力表 具测量范围：（0～60）MPa 及以下 直接比较 准确度等级：2级 活塞式压力计 本单位计量标准器具 下一级计量器具 七、计量标准的重复性试验 标准装置 精密压力表 型 号 25MPa 编 号 编 号 0633 被测对象 测量参数 温度 普通压力表 型 号 25MPa 10 MPa (50-70)%RH 6779 压力表示值 测量点 (15-23)℃ 湿度 测量值 时间 ni 2010 年 5月19日 MPa 2011 年 5月20日 MPa 2012年 5月18日 MPa 2013 年 5月20日 MPa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (xS=i110ix)2  101考核人员 复核人员 结论： 八、计量标准的稳定性考核 标准装置 被测对象 测量参数 测量值 时间 ni 精密压力表 普通压力表 压力表示值 型 号 型 号 测量点 2015 2014年 5月19日 MPa 年 日 MPa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25MPa 25MPa 10 MPa 2016年 日 MPa 编 号 编 号 0633 6779 2017 年 5月20 日 MPa 5月20 5月18xmax-xmin  结论： 本计量标准装置xmax-xmin，小于计量标准的扩展不确定度(最大允许误差0.1MPa) ，计量标准的稳定性符合要求 。 考核人员： 九、检定或校准结果的测量不确定度评定 (一)、压力表检定的不确定度评定 依据JJG52－1999弹 PS＝Pn+Pp+ρ×ɡ×h×10-6 式中：PS――压力表指示值。MP a Pn――标准精密压力表的示值 MPa Pp――被检压力表读数的偏差值 MPa ρ×ɡ×h――标准表与被检表受压点不在同一水平面产生的附加液柱压力 ρ――压力表校验器所用液体工质的密度，本次评定变压器油 kg/m3 ɡ――检定地点的重力加速度m/s2 h—－标准表与被检表受力点的高度差，当标准表受力点高于被检表时为正值 m (二)、计算各量的估计值 本次不确定度评定压力上限4MPa，选定在中间压力Pn＝2 MPa为评定点，故 Pn＝2 MPa Pp未定 ρ＝3kg/m3 ɡ2 JJG52－1999弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程要求一般压力表检定时尽量使标准表与被检表受力点在同一水平面上，对液柱附加压力不予修正，因此h的估计值可以认为是零，因调整不完全准确而实际存在的高度作为系统将就导致的不确定度，故 h=0 (三)、建立合成标准不确定度与各影响量标准不确定度关系 各影响量互相，则有 u2c(PS)=C21u2(Pn)+ C22u2(Pp)+ C23u2(ρ)×10－12+ C24u2(ɡ)×10－12 + C25u2(h)×10－12 灵敏系数： C1＝?(PS)/? (Pn)＝1 C2＝?(PS)/? (Pp)＝1 C3＝?(PS) /?(ρ)＝0 C4＝?(PS)/? (ɡ)＝0 C5＝?(PS)/? (h)＝ρ×ɡ[kg/(m2.s2)] (四)、评定各影响量的标准不确定度 1、标准表的不确定度 标准表的标准不确定度包括以下几个部分 U＝（MPa）＝， u(Pn)＝√―3MPa) 根据JJG49－1999弹簧管式精密压力表和真空表检定规程规定，检定精密压力表的标准器允许误差绝对值应不大于被检精密表的最大允许误差绝对值的四分之一，则标准表的示值误差的不可信度为25%，计算自由度如下 自由度ν1..1=1/（2×2)=8 √―6 MPa u(Pn)＝√―6MPa) 以上估读的不可靠程度取30%，计算得自由度 自由度ν1..2=1/（2×032 精密表指针到表盘有一段距离，对线时将产生视差，视差由下式计算 ▽＝b×▽h×i÷(H×n) 式中▽－视差 B－两眼瞳孔间距的二分之一，等于30mm ▽ MPa H－眼明视距离，等于250mm 则u(Pn)＝／（√―6）＝ MPa 以上估计的不可靠程度取30%，计算得自由度 ν1..3=1/（2×032 ±3℃，一般压力表检定温度为20±5℃，现以温度差2℃计算其引入的不确定度如下 U(Pn)＝＝MPa u(Pn)＝／√―2＝MPa 以上估计的不可靠程度取30%，计算得自由度 自由度ν1..4=1/（2×032 综合上面四部分可计算，标准表引入的不确定度为 u2(Pn)＝u 2(Pn)＋u 21..2(Pn)＋u2 (Pn)＋u 2(Pn) u(Pn)＝（2＋2＋2＋2）1/2＝ MPa 自由度ν1＝44444 2、被检表读数引入不确定度 被检表读数误差取分度值的五分之一，作三角分布，k＝√6，此估读的不可靠程度设为30% ―U(Pp MPa u(Pp√―2 MPa 由不可靠程度30%查，JJF1059－1999测量不确定度评定与表示，得自由度 ν 在重复性条件下，对被检表在评定点进行十次测量，得数据如下表， 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 合计 平均值 测量值MPa 残差MPa 残差平方 实验标准差 重复性u(Pp)MPa，自由度ν＝9 被检表指针到表盘有一段距离，对线时将产生视差，视差由下式计算 ▽＝b×▽h×i÷(H×n) 式中▽－视差 B－两眼瞳孔间距的二分之一，等于30mm ▽h－指针到表盘的距离，等于1mm MPa H－眼明视距离，等于250mm n－表盘最小分度值的实际宽度，等于3mm 则u(Pn)＝／（√―6×250×3）＝ MPa 视差作三角分布，k＝√―6，，以上估计的不可靠程度取30%，计算得自由度 ν1..3=1/（2×032 被检表读数偏差的标准不确定度如下： u2(Pp)＝u 2(Pp)＋u 21..2(Pp)＋u2 (Pp) u(Pp222)1/2 MPa 自由度ν2＝4444 3、标准表与被检表安装高度不一致引入的不确定度 本次评定所用精密表150mm，被检表100mm，在压力表校验器上安装时两表的受压点存在高度差，现估计最大为两表半径差，δ√―3,不可靠程度仍定为30% U（h）＝ u(√―3 计算得自由度 自由度ν3＝1/（2×032 计算液柱高引入不确定度的灵敏系数如下： 液体密度3） 重力加速度 C5＝?(PS)/? (h)＝ρ×ɡ[kg/(m2.s22.s2)] 5、重力加速度与液体密度引入的不确定度分量影响很小，本次评定不计。 (五)、标准不确定度分量一览表： 自变量标准不确定度u(xi) u(Pn) u1(Pn) u2(Pn) u3(Pn) u4(Pn) u(Pp) u1(Pp) u2(Pp) u3(Pp) 标准表示值 标准表示误差 标准表对线偏差 标准表对线视差 环境温度引入 被检表对线偏差 被检表读数的不确定度 被检表对线的重复性 被检表对线视差 2不确定度来源 标准不确定度MPa 概率分Ci＝?f/?xi 布 Ciu(xi) MPa 自由度 1 1 9 u(ρ) u(g) 液体密度引入 检定点重力加速度引入 0 0 0 0 u(h) 标准表与被检表受力点高度差引入 8428[kg/(m2.s2 )] (六)、合成标准不确定度： u2c(PS)=C21u2(Pn)+ C22u2(Pp)+ C23u2(ρ)×10－12+ C24u2(ɡ)×10－12 + C25u2(h)×10－12 uc(PS)＝（2＋2＋0＋0＋2×10－12）1/2＝ MPa 有效自由度νeff4／4／4／（－6）4／＝27 (七)、有效自由度： 自由度νef＝27，概率95%，查t分布表得 k95 扩展不确定度为U95= k95 ×uc MPa 应为取k=2 U=2*Uc= (八)、本装置测量不确定度报告： 评定点10 MPa，U95 MPa，νeff＝27 十、检定或校准结果的验证 1、传递比较法 用被考核的计量标准测量一稳定的被测对象，然后将该被测对象用另一更高级的计量标准进行测量。若用被考核的计量标准和更高级的计量标准进行测量时的扩展不确定度分别为Ｕlab和Ｕref，它们的测量结果分别为ylab和yref，在两者的包含因子近似相等的前提下应满足： 压力表检定装置的测量不确定度验证采用两台比对法，选择一件性能良好的压力表在本装置上测量得出结果，再送局技术监督所用精密压力表标准装置测量，并知本标准装置所用标准表与技术监督所的标准装置所用标准表是用不同的两台活塞压力计检定，其结果如下表： 单位：MPa 测量点 测量结果 本装置扩展不确定度 量程 测量点 本装置 计量所的装置扩展不确定度 技术监督所标准装置 4 量不确定度合格。 10 （U21＋U22）1/2 差值绝对值 两次测量结果的差值小于本装置与技术监督所的标准装置的扩展不确定度的方和根，本标准装置的测十一、结论 本标准装置在使用0-25MPa的精密压力表时的扩展不确定度：U95MPa，νeff＝27 十二、附加说明 参考资料： 1、 JJG52－1999 弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程 2、 计量标准器检定证书 3、 全部原始记录