精密压力表标准装置技术报告.docx

1、精密压力表标准装置技术报告 计量标准技术报告 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 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

2、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

3、套设备计量标准器名 称型 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检定或校准机构检定周期或复校间隔标准压力表0.25MPa0-0.25MPa0.4级上海自动化仪表厂3097局计12个月标准压力表0.4 MPa0-0.4 MPa0.4级上海自动化仪表厂160局计12个月标准压力表0.6 MPa0-0.6 MPa0.4级上海自动化仪表厂249局计12个月标准压力表1.0 MPa0-1.0 MPa0.4级上海自动化仪表厂7808局计12个月标准压力表1.6 MPa0-1.6MPa0.4级上海自动化仪表厂2384局计12个月标准压力表2.5 MPa0-2.5MPa0.4级上海自动化

4、仪表厂4718局计12个月标准压力表4 MPa0-4MPa0.4级上海自动化仪表厂2204局计12个月标准压力表25 MPa0-25 MPa0.4级上海自动化仪表厂0633局计12个月标准压力表40 MPa0-40 MPa0.4级上海自动化仪表厂2160局计12个月标准压力表60 MPa0-60 MPa0.4级上海自动化仪表厂570局计12个月主要配套设备压力表氧气表两用检查器LYL-6000-60 MPa/徐州标准计量技术开发所146/四、计量标准的主要技术指标精密压力表测量范围：0-60MPa， 准确度等级：0.4级。五、环境条件序 号项 目要 求实际情况结 论1温 度(205)(15-2

5、3)合格2湿 度85%RH(50-70)%RH合格3环境压力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级计量标准器具 本单位计量标准器具 下一级计量器具 直接比较 直接比较七、计量标准的重复性试验标准装置精密压力表型 号25MPa编 号0633被测对象普通压力表型 号25MPa编 号6779测量参数压力表示值测量点10 MPa温度(15-23)湿度(50-70)%RH 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MPa110.0210.0010.0010.02210.0010.0010.0010.

6、00310.0210.0010.0010.00410.0210.0010.0210.00510.0010.0210.0210.00610.0010.0010.0010.02710.0210.0010.0010.00810.0010.0010.0210.02910.0010.0210.0010.001010.0010.0210.0210.0010.00810.00610.00810.006S=0.01030.009660.01030.00966考核人员复核人员结论： 标准装置的重复性S 0.0103MPa小于不确定度评定中的重复性数据0.12MPa ，故本计量标准测量重复性符合要求。八、计量标准

7、的稳定性考核标准装置精密压力表型 号25MPa编 号0633被测对象普通压力表型 号25MPa编 号6779测量参数压力表示值测量点10 MPa测量值时间 ni 2014年5月19日MPa 2015年5月20日MPa 2016年 5月18日MPa 2017 年 5月20 日MPa110.0210.0010.0010.02210.0010.0010.0010.00310.0210.0010.0010.00410.0210.0010.0210.00510.0010.0210.0210.00610.0010.0010.0010.02710.0210.0010.0010.00810.0010.0010

8、.0210.02910.0010.0210.0010.001010.0010.0210.0210.0010.00810.00610.00810.006max-min0.002结论： 本计量标准装置max-min =0.002 ，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JJG521999弹簧式一般压力、压力真空表和真空表检定规程规定，以弹簧管式精密压力表（以下简称标准表）作为标准，检定一般压力表、压力真空表是在被检表带数字的分度线上，以标准表对准检定值，从被检表上读偏

9、差值。下面以上限4MPa、1.5级一般压力表，量程相同，准确度0.4级的标准表为例建立评定不确定度的数学模型如下：PSPn+Pp+h10-6式中：PS压力表指示值。MP a Pn标准精密压力表的示值MPaPp被检压力表读数的偏差值MPah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检定地点的重力加速度m/s2h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Pn2 MPa为评定点，故Pn2 MPaPp未定0.86103kg/m3=9.80m

10、/s2JJG521999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独立，则有u2c(PS)=C21u2(Pn)+ C22u2(Pp)+ C23u2()1012+ C24u2()1012 + C25u2(h)1012灵敏系数：C1(PS)/ (Pn)1C2(PS)/ (Pp)1C3(PS) /()0C4(PS)/ ()0C5(PS)/ (h)kg/

11、(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1.1示值误差引入的不确定度U40.004（MPa）0.016 MPa，u1.1(Pn)0.016/3=0.00924(MPa)根据JJG491999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1.1=1/（20.252)=81.2精密压力表对线的不确定度精密压力表对准标准压力值刻线时会产生偏差，其大小不会超过精密压力表指钉宽度与刻线宽度之和的二分之一，

12、现估计为精密表分度值的二十分之一，0.4级上限4 MPa的精密表分度值为0.02 MPa，则此项不确定度为0.001 MPa，作三角分布，k=6U=0.001 MPa u1.2(Pn)0.001/6=0.000408(MPa)以上估读的不可靠程度取30%，计算得自由度自由度1.2=1/（2032)=5.561.3精密压力表对线时视差引入的不确定度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bhi(Hn)式中视差B两眼瞳孔间距的二分之一，等于30mmh指针么表盘的距离，等于0.5mmi标准表分度值，等于0.02 MPaH眼明视距离，等于250mm n表盘最小分度值的实际宽度，等于

13、1.8mm则u1.3(Pn)300.50.02（62501.8）0.000272 MPa以上估计的不可靠程度取30%，计算得自由度1.3=1/（2032)=5.561.4标准表因使用温度引入的不确定度0.4级精密表检定时环境温度规定为203，一般压力表检定温度为205，现以温度差2计算其引入的不确定度如下U1.4(Pn)0.004240.0032MPau1.4(Pn)0.003220.00226MPa以上估计的不可靠程度取30%，计算得自由度自由度1.4=1/（2032)=5.56综合上面四部分可计算，标准表引入的不确定度为u2(Pn)u 21.1(Pn)u 21.2(Pn)u2 1.3. (

14、Pn)u 21.4(Pn)u(Pn)（0.0092420.00040820.00027220.002262）1/20.00952 MPa自由度10.009524/(0.009244/12.5+0.0004084/5.56+0.0002724/5.56+0.002264/5.56)=14.02、被检表读数引入不确定度2.1单次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，k6，此估读的不可靠程度设为30%U(Pp)=0.1/5=0.02 MPau2.1(Pp)=0.02/2=0.00816 MPa由不可靠程度30%查，JJF10591999测量不确定度评定与表示，得自由度2.15

15、.562.2被检表对线重复性在重复性条件下，对被检表在评定点进行十次测量，得数据如下表，序号测量值MPa残差MPa残差平方110.020.0063.6E-05210.00-0.0140.000196310.020.0063.6E-05410.020.0063.6E-05510.020.0063.6E-05610.00-0.0140.000196710.020.0063.6E-05810.00-0.0140.000196910.020.0063.6E-051010.020.0063.6E-05合计10.140.00084平均值10.014实验标准差0.789重复性u2.2(Pp)0.00966M

16、Pa，自由度2.292.3被检表瞄准时视差引入的不确定度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bhi(Hn)式中视差B两眼瞳孔间距的二分之一，等于30mmh指针到表盘的距离，等于1mmi被检表的分度值，等于0.1 MPaH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u1.3(Pn)3010.1（62503）0.00163 MPa视差作三角分布，k6，以上估计的不可靠程度取30%，计算得自由度1.3=1/（2032)=5.56被检表读数偏差的标准不确定度如下：u2(Pp)u 21.1(Pp)u 21.2(Pp)u2 1.3. (Pp)u(Pp)=(0

17、.008162+0.009662+0.001632)1/2=0.0128 MPa自由度20.01284/(0.00164/5.56+0.009664/9+0.001634/5.56)=14.93、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，h25mm0.0025m,作均匀分布，k=3,不可靠程度仍定为30%U（h）25mm0.0025mu(h)=0.025/3=0.0144(m)计算得自由度自由度31/（2032)=5.56计算液柱高引入不确定度的灵敏系数如下：液体密度0.861

18、000860（kg/m3）重力加速度g9.8m/s2C5(PS)/ (h)kg/(m2.s2)8609.88428kg/(m2.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)不确定度来源标准不确定度MPa概率分布Cif/xiCiu(xi)MPa自由度u(Pn)u1(Pn)u2(Pn)u3(Pn)u4(Pn)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0.009520.009240.0004080.0002720.0022610.0095214.012.55.565.565.56u(Pp)u1

19、(Pp)u2(Pp)u3(Pp)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0.01280.004080.006320.0016310.012815.45.5695.56u()液体密度引入00u(g)检定点重力加速度引入00u(h)标准表与被检表受力点高度差引入0.0144m8428kg/(m2.s2)121.6Pa5.56(六)、合成标准不确定度：u2c(PS)=C21u2(Pn)+ C22u2(Pp)+ C23u2()1012+ C24u2()1012 + C25u2(h)1012uc(PS)（0.0095220.0128200121.621012）1/20.0159

20、 MPa有效自由度eff=0.01594(0.00952414.0+0.0128414.9+（121.6106）45.5627(七)、有效自由度：自由度ef27，概率95%，查t分布表得k95=2.06扩展不确定度为U95= k95 uc(D)=2.060.0159=0.033 MPa应为取k=2U=2*Uc=(八)、本装置测量不确定度报告：评定点10 MPa，U95=0.0033 MPa，eff27 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

21、lab和ref，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计量所的装置扩展不确定度（U21U22）1/2量程测量点本装置技术监督所标准装置差值绝对值U1U241010.0210.040.020.0380.0290.047两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，本标准装置的测量不确定度合格。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：U950.038MPa，eff27经过验证，本标准装置符合检定1.6级及以下一般压力表的要求，可以开展检定工作。十二、附加说明参考资料：1、 JJG521999 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