活塞式压力计标准装置技术报告.docx
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活塞式压力计标准装置技术报告.docx
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活塞式压力计标准装置技术报告
计量标准技术报告
计量标准名称一般压力表检定装置
建立计量标准单位
计量标准负责人
筹建起止日期
一、计量标准的工作原理及其组成
二、选用的计量标准器及主要配套设备
三、计量标准的主要技术指标
四、环境条件
五、计量标准的量值溯源和传递框图
六、计量标准的测量重复性考核
七、计量标准的稳定性考核
八、测量不确定度评定
九、计量标准的测量不确定度验证
十、结论
十一、附加说明
一、计量标准的工作原理及其组成
工作原理:
直接比对法。
根据帕斯卡定律,P=m/s,活塞式压力计主要有活塞系统、专用砝码和校验器三大部分组成,其工作原理是根据流体静力学平衡原理。
把标准器与被检仪表连通,加压后,在静力平衡情况下,标准压力与被测压力相等从而测量仪表示值。
该装置工作原理如图所示:
S——标准活塞压力计
m—加放在活塞上的专用砝码
A——压力泵
C——油杯
第1页
B——被检表
二、选用的计量标准器及主要配套设备
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
证书号
计量标准器
活塞压力计
(0-60)MPa
(0-60)MPa
0.05级
上海
934
JDYL20071015
活塞压力计
(0.1-6)MPa
(0.1-6)MPa
0.05级
上海
1175
JDYL20071014
主要配套设备
压力校验仪
三、计量标准的主要技术指标
1、测量范围:
(0.1-6)MPa(1-60)MPa
2、准确度等级:
二等
四、环境条件
项目
要求
实际情况
结论
温度
(20±5)℃
(18—23)℃
符合要求
湿度
小于80%
60%
符合要求
磁场
无磁场干扰
无磁场
符合要求
五、计量标准的量值溯源和传递框图
上
级
计
量
标
准
本
单
位
最
高
计
量
标
准
工
作
计
量
器
具
六、计量标准的测量重复性考核
任选一块压力表,对同一受检点,在相同条件下,对受检点反复测量10次,各次测量值如下:
序号
测量值Xi(MPa)
Vi=Xi-X(MPa)
Vi2
1
-0.36
-0.036
1.296×10-3
2
-0.32
0.004
1.6×10-5
3
-0.32
0.004
1.6×10-5
4
-0.32
0.004
1.6×10-5
5
-0.32
0.004
1.6×10-5
6
-0.32
0.004
1.6×10-5
7
-0.32
0.004
1.6×10-5
8
-0.32
0.004
1.6×10-5
9
-0.32
0.004
1.6×10-5
10
-0.32
0.004
1.6×10-5
X=-0.324MPa
S=0.004MPa
七、计量标准的稳定性考核
在符合JJG52-1999检定规程条件下,测量范围(0-6)MPa的压力表,对3MPa这一点,在四月、七月分别进行一组测量,结果如下:
MPa
1
2
3
4
5
X
1
3.01
3.00
3.02
3.02
3.01
3.01
2
3.02
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00
3
3.02
3.01
3.01
3.01
3.01
3.01
4
3.00
3.00
3.01
3.00
3.00
3.00
Xmax-Xmin=3.01-3.00=0.01MPa
八、测量不确定度评价
1、概述
1.1测量依据:
JJG52-1999《弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表》检定规程。
1.2环境条件:
温度(20±5)℃,湿度不大于85%。
环境压力:
大气压
1.3测量标准:
(0.1~6)Mpa,二等活塞压力计
(1~60)Mpa,二等活塞压力计
1.4测量对象:
1.6级及以下弹簧管式压力表
1.5测量方法:
在规程规定条件下,将被检表装在压力表校验器上,施加标准压力在各受检点,分别读取示值,进行比对,以确定测量结果及误差。
2、数学模型:
△P=a-b
式中:
△P——被检表误差
a——被检表示值
b——标准压力示值
3、灵敏系数:
C1=2△P/2a=1
C=2△P/2b=1
4、输入量的标准不确定度评定以(0~1.6)Mpa压力表为例。
4.1(0~1.6)Mpa标准装置的不确定度评定(在其测量上限1.6Mpa处评定)来源有下列分项,均按相同不确定度表示。
(1)(0~1.6)Mpa标准压力的示值不确定度(B类)
(2)标准压力测量重复性的不确定度(A类)
(3)被检表指针变动量的不确定度(B类)
(4)被检表示值分辨力的不确定度(B类)
4.1.1标准压力示值不确定度评定
标准压力准确度等级为二等,极限误差为0.05%,测量上限为1.6Mpa.
其MPE:
±0.08Mpa,按其半宽,服从均匀分布,故包含因子kp=31/2
所以urei(b1)=0.08/(1.6×31/2)=3%
估计不可靠性为10%,则自由度查表V(b1)=50
4.1.2标准压力测量的重复性不确定度
选一新购1.6Mpa,1.6级压力表为测量对象,将被检表定值在1.6Mpa处,施加标准压力,在重复性条件下连续测量10次,收到一组测量数:
1.576,1.576,1.580,1.576,1.580,1.580,1.580,1.580,1.576,1.576
以单次测量结果的实验标准偏差为:
S=0.0021
0.0021/1.6=0.13%.
实测结果取m=10的平均值
Ure1(b2)/101/2=0.041%
自由度V(b2)=10-1=9
4.1.3Urei(b)的计算
U(b)=(0.3%2+0.041%2)1/2=0.3%
V(b)=55
4.1.4被检表轻敲指针变动量的不确定度
JJG52-1999规程规定指针示值变动量,不大于允许误差的1/2,1.6Mpa,1.6级表允差为±0.0256按其半宽,服从均匀分布
urei(a1)=1/2×0.0256/(1.6×31/2)=0.46%
估计不可靠性为10%,则自由度为V(a1)=50
4.1.6被检表示值估读误差的不确定度
JJG52-1999规程规定,被检表示值允许估读到e的1/5,被检表e=0.05Mpa,按均匀分布:
urel(a2)=0.05/5/(1.6×31/2)=0.36%
估计不可靠性为10%,则自由度V(a2)=50
4.1.7urel(a)的计算
urel(a)=0.462+0.362=0.58%
V(a)=0.584/0.464/50+0.364/50=92
4.1.8标准不确定度各分量汇总表
标准不确定度分量
标准不确定度来源
标准不确定度值%
灵敏系数Ci
|Ci|×Ui
自由度V
Urel(b)
0.3
1
0.3
55
Urel(b1)
标准压力示值不确定度
0.3
Urel(b2)
标准压力测量重复性不确定度
0.041
Urel(a)
0.58
1
0.58
92
Urel(a1)
被检表指针变动量
0.46
Urel(a2)
被检表估读误差
0.36
4.1.9相对合成标准不确定度的计算
Ucrel=(0.32+0.582)1/2=0.65%
Veff=0.644/(0.34/55+0.584/92)=126≈100
4.1.10相对扩展不确定度的计算
置信概率取P=95%有效自由度Veff=100
查t分布表KP=t95(100)=1.984
U95=K95(100)×Ucrel(△P)=1.984×0.64%=1.27%
九、计量标准的测量不确定度验证
选一压力表,按规程的要求,对其检定两次,检定结果均符合规程的要求。
其数据如下:
序号
名义值(MPa)
上级检定结果(MPa)
本所检定结果
(MPa)
比对差值(MPa)
1
0
0
0
0
2
0.1
0
0
0
3
0.2
-0.0005
0
0.0005
4
0.3
0.0005
0
0.0005
5
0.4
0.0005
0
0.0005
6
0.5
0.0005
0
0.0005
7
0.6
0.001
0.0015
0.0005
8
0.7
0.0015
0.0015
0
9
0.8
0.002
0.002
0
10
0.9
0.0015
0.0015
0
11
1.0
0.001
0.001
0
最大差值为0.005MPa,符合要求,两组数值之差未超出被检对象允许极限误差的1/3。
此装置的不确定度得以验证。
十、结论
二等活塞压力计标准装置的各项指标符合规程要求,可开展1.6级及以下的压力表的检定工作。
十一、附加说明
JJG52-1999《一般压力表检定规程》
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