(新版)计量标准技术报告压力表

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 尹 洪 侠 建标单位名称（公章） 微山县计量检定测试 填 写 日 期 2005年12月

目 录

一、建立计量标准的目的 ……………………………………………………（ 2 ） 二、 计量标准的工作原理及其组成 ………………………………………… （ 2 ） 三、 计量标准器及主要配套设备………………………………………………（ 3 四、 计量标准的主要技术指标…………………………………………………（ 4 五、 环境条件……………………………………………………………………（ 4 六、 计量标准的量值溯源和传递框图…………………………………………（ 5 七、 计量标准的重复性试验……………………………………………… （ 6 八、 计量标准的稳定性考核……………………………………………………（ 7 九、 检定或校准结果的测量不确定度评定……………………………………（ 8 十、 检定或校准结果的验证……………………………………………………（ 12 十一、 结论………………………………………………………………………（ 13 十二、 附加说明…………………………………………………………………（ 13

） ） ） ） ） ） ） ） ）

1

）一、建立计量标准的目的 建立计量标准的目的意义 为了保证工作用压力表量值的统一准确可靠,保护企业人民安全，特建立“精密压力表标准装置”标准器,进行压力的量值传递。 二、计量标准的工作原理及其组成 根据帕斯卡定律和流体静力平衡原理，借助氧气表、压力表两用校验器上杠杆加压，通过活塞产生的油压，使校验器的活塞系统产生标准压力值，利用两端的等压值把被检压力表与精密压力表（标准表）进行直接示值此对。 其框图如下： 3 4 １ ２ 5 标准器的组成 1、标准表(精密压力表）2、被检表 3、氧气表接头 4、导管 5、加压杠杆

2

三、 计量标准器及主要配套设备 不确定度或准确度等级或最大允许误差 检定周 期或复 校间隔 1年 1年 1年 1年 1年 1年 1年 1年 1年 1年 1年 1年 1年 名 称 型 号 测量范围 制造厂及 出厂编号 200510462005119620051060200510602005109520059171 200510602005106520047651 2005701520051053 2005100802 检定或 校准机构 济宁市计量所 济宁市计量所 济宁市计量所 济宁市计量所 济宁市计量所 济宁市计量所 济宁市计量所 济宁市计量所 济宁市计量所 济宁市计量所 济宁市计量所 济宁市计量所 济宁市计量所 计 量 标 准 器 精密压力表 精密压力表 精密压力表 精密压力表 精密压力表 精密压力表 精密压力表 精密压力表 精密压力表 精密压力表 精密压力表 精密压力表 精密压力表 Y-150 Y-150 Y-150 Y-150 Y-150 Y-150 Y-150 Y-150 Y-150 Y-150 Y-150 Y-150 Y-150 （0-0.16）MPa （0-0.25）MPa （0-0.4）MPa （0-0.6）MPa （0-1）MPa （0-1.6）MPa （0-2.5）MPa （0-4）MPa （0-6）MPa （0-10）MPa （0-25）MPa （0-40）MPa （0-60）MPa 0.25级 2005964 徐州市计氧气表、压力表两主 要 配 电子秒表 / / / 上海 063733 LYL-60 0-60MPa / 量所 ；241 / / 用校验仪 WS2080B / / 天津市科辉仪表厂1 干湿温度计 济宁市计量所 1年 济宁市计量所 1年 套 设 备 3

四、计量标准的主要技术指标 准确度等级;0.25级 测量范围:0-60MPa 允许误差分别为: 序号 测量范围 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 出厂编号 200510461 200511961 200510601 200510601 200510951 20059171 200510601 200510651 20047651 200570152 20051053 2005100802 允许误差 ±0.0004 Mpa ±0.000625 Mpa ±0.001 Mpa ±0.0015 Mpa ±0.0025 Mpa ±0.004 Mpa ±0.00625 Mpa ±0.01 Mpa ±0.015 Mpa ±0.025 Mpa ±0.0625 Mpa ±0.1 Mpa ±0.15 Mpa 0-0.16MPa 0-0.25MPa 0-0.4 MPa 0-0.6 MPa 0-1 MPa 0-1.6 MPa 0-2.5 MPa 0-4 MPa 0-6 MPa 0-10 MPa 0-25 MPa 0-40 MPa 0-60 MPa 2005964 五、环境条件 序 号

项 目 要 求 实际情况 结 论 4

1 温 度 （20±5）℃ （20±5）℃ 符合 2 湿度 ≤85% ≤85% 符合 3 4 5 6 六、计量标准的量值溯源和传递框图 上 一 级 计 量 器 具 液体静力平衡 名称：二等活塞压力计标准装置 MPE:±0.02% 保存机构：济宁市计量测试所 本 级 计 量 器具 名称：精密压力表标准装置 测量范围：（0-60）MPa 准确度等级: 0.25级 直接比对法 5 下 一 级 计 量 器 具 名称：一般压力表 测量范围：（0-25）MPa 准确度等级: 1.6级及以下等级 七、计量标准的重复性试验 6

现选取：1.6级，测量范围为（0~25）MPa的弹簧管式一般压力表，对20 MPa示值点在同等条件下，重复测量10次，测量结果如下： 单位：MPa 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ∑X Xi 20.00 20.00 20.00 20.20 20.20 20.00 20.00 20.00 20.20 20.20 200.8 20.08 XiX －0.08 －0.08 －0.08 ＋0.12 ＋0.12 －0.08 －0.08 －0.08 ＋0.12 ＋0.12 0 / (XiX)2 0.0064 0.0064 0.0064 0.0144 0.0144 0.0064 0.0064 0.0064 0.0144 0.0144 0.096 / X S(XiX)n120.10Mpa 所得结果 s = 0.10 MPa小于合成不确定度 uc = 0.13MPa，故该测量重复性符合要求。 八、计量标准的稳定性考核 7

现选取：1.6级，测量范围为（0~25）MPa的弹簧管式一般压力表，对20 MPa示值点，在半年内测量5组，每次重复测量6次，取算术平均值作为该组测量结果。共得5组测量结果如下： 单位：MPa 1 2 3 4 5 6 平均值 1 20.00 20.00 20.00 20.20 20.20 20.00 20.07 2 20.20 20.00 20.00 20.00 20.20 20.20 20.10 3 20.20 20.20 20.00 20.20 20.00 20.00 20.10 4 20.00 20.00 20.20 20.00 20.00 20.20 20.07 5 20.20 20.00 20.20 20.00 20.00 20.00 20.07 由此可知：稳定误差为 |20.10– 20.07| = 0.03 MPa，小于扩展不确定度U =0.25MPa, 所以：该标准稳定性符合要求。 九、检定或校准结果的测量不确定度评定 8

压力表示值误差的测量结果不确定度评定 一、概述 1、测量依据：JJG52-1999《弹簧管式一般压力表、 压力真空表、 真空表》 2、环境条件：温度：（20±5）℃； 湿度： ≤75％ 3、测量标准：精密压力表：0.25级，测量范围：(0～60)MPa；标准器最大允许误差：≤±0.25% 4、被测对象：1.6级，测量范围为（0~25）MPa的弹簧管式一般压力表， 二、数学模型 y = pi–po 式中：y－被检压力表示值误差； pi －被检压力表示值； p0－精密压力表示值； 三、标准不确定度评定 1、标准不确定度A类评定 现选取：1.6级，测量范围为（0~25）MPa的弹簧管式一般压力表，对20 MPa示值点在在符合条件下，等精度重复测量10次，结果为： 测量次数 Xi (MPa) 1 20.0 2 20.0 3 20.0 4 20.2 5 20.2 6 20.0 7 20.0 8 20.0 9 20.2 10 20.2 算术平均值为： 1nxXi20.1MPa ni1单次实验标准偏差为： 因为在实际测量时是取二次测量读数的平均值，所以： A类不确定度分量u (x)1 == sr (x)/ 其自由度为：v(x)1 = n – 1 = 9 2、标准不确定度B类评定 2 ＝ 0.10/2 ＝ 0.07 MPa, 9

⑴、被检压力表估读误差引起的不确定度分量u (x)2 在实际测量时，压力表的示值是按分度值的1/5估读，1.6级，测量范围为（0~25）MPa的弹簧管式一般压力表，其估读误差为：△max ＝25×(±1.6%)×1/5 ＝0.2 MPa，按正态分布，置信水平为99%，则k =2.58。 u(x)2 ＝△max /k = 0.2/2.58 = 0.08 MPa， 估计20%的不可信度，其自由度为：v(x)2 =1/[2×(20%)2] = 12 ⑵、精密压力表的准确度引起的不确定度分量u (x)3 由JJG49-1999《弹簧管精密压力表和 真空表》检定规程得知， 0.25级， (0～60)MPa精密压力表示值的最大允许误差为：△max ＝±(0.25% × 60) ＝ ±0.15 MPa，按正态分布，置信水平为99%，则k =2.58。 u (x)3 ＝ △max /k = 0.24/2.58 = 0.093 MPa 估计10%的不可信度，其自由度为：v(x)3 =1/[2×(10%)2] = 50 ⑶、环境温度引起的不确定度分量u (x)4 根据检定规程，工作压力表的检定温度为（20±5）℃，而精密压力表的检定温度为（20±2）℃，因此在极限温度进行工作压力表的检定时，精密压力表由此产生的最大误差为： kj(t -20℃)×p，其中，弹簧管的温度系数kj =0.0004/℃，满量程p = 60 MPa，按均匀分布， k =3，则： u (x)4 ＝ (0.0004/℃×5℃×60 MPa)/ 3 = 0.069 MPa 估计20%的不可信度，其自由度为：v(x)4 =1/[2×(20%)2] = 12 ⑷、精密压力表估读误差引起的不确定度分量u (x)5 在实际测量时，精密压力表的示值是按分度值的1/10估读。0.25级， (0～60)MPa精密压力表，其估读误差为：△max ＝60×(±0.25%)×1/10 ＝0.05 MPa，按正态分布，置信水平为99%，则k =2.58。 u (x)5 ＝ △max /k = 0.05/2.58 = 0.019 MPa 10

估计20%的不可信度，其自由度为：v(x)5 =1/[2×(20%)] = 12 2四、合成标准不确定度为： uc =√u2 (x)1 + u2(x)2 + u2(x)3 + u2(x)4 + u2 (x)5 =√0.072+0.082 +0.0932+0.0962+0.0192 = 0.17 MPa 五、扩展不确定度评定 1、有效自由度 根据韦尔奇－萨特思韦特公式计算得： vc = {[c1 u (x)1]4/v(x)1}+{[c1 u (x)2]4/v(x)2}+{[c2 u (x)3]4/v(x)3}+{[c2u (x)4]4/v(x)4} + {[c2 u (x)5]4/v(x)5} = [(1×0.07)4/9]+[(1×0.08)4/12]+{[(-1)×0.093]4/50}+{[(-1)×0.069]4/12} + {[(-1)×0.019]4/12} = 2.7×10-6+3.4×10-6+1.5×10-6+1.9×10-6×1.3×10-7 = 10-6×(2.7+3.4+1.5+1.9+0.13) = 8.13×10-6 veff ＝uc4/ vc = 0.174/8.13×10-6 = 103 veff ＝103＞100，取近似为 ∞，查t分布表得置信水准为：p = 0.95时， kp = tp(veff) = tp(∞) = 1.95，则百分表的扩展不确定度为： U = UP = tp(veff)·uc = tp(∞)·uc = 1.96×0.17 = 0.33 MPa 六、测量不确定度报告 根据JJG52-1999《弹簧管式一般压力表、 压力真空表、 真空表》要求，弹簧管式一般压力表示值误差的测量结果不确定度报告为： X = ( ± U95) = (30.1 ± 0.33 ) MPa， （veff = ∞） 十、检定或校准结果的验证

11

选一块性能比较稳定，1.6级，测量范围为（0~25）MPa的弹簧管式一般压力表，对20 MPa示值点，用本标准检定后，送枣庄市计量测试所检定，检测结果如下： 单位：MPa 检定结果 扩展不确定度 本装置检定结果 20.1 0.33 枣庄市计量所检定结果 20.2 0.35 差值 0.1 0.02 由此得： |y1 – y2| = |20.1 – 20.2| = 0.1 MPa 2U12U2 =0.3320.352 = 0.48 MPa 则有： |y1 – y2| ＜U12U22 由此验证：测量不确定度评定合理。 12

十一、结论 该计量标准装置的标准器、配套设备、测量不确定度、稳定性及重复性测量均符合JJF1003—2008《计量标准考核规范》和 JJG52-1999《弹簧管式一般压力表、 压力真空表、 真空表》要求，可以开展弹簧管式一般压力表的检定工作。 十二、附加说明 JJG52-1999《弹簧管式一般压力表、 压力真空表、 真空表》 测量环境：温度18℃； 标准器检定证书出具机构：济宁市计量测试所

13