0.02级活塞压力计标准装置建标报告.doc

计量标准技术报告 计量标准名称 计量标准负责人 建标单位名称（公章） 填写日期 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（15）十一、 结论（16）十二、附加说明（16）一、建立计量标准的目的压力表及压力变送器是我厂生产过程中使用最多的测压仪表，在整个生产过程中发挥着非常重要的作用。为了保证产品质量，保证我厂压力量值传递的准确一致，特建立一等活塞式压力计标准装置。本装置用于0.25级及以下，（-0.160）mpa范围内的弹簧管式压力表及真空表的检定，同时，配上相关的电测设备，还可用于0.1级及以下压力变送器及差压变送器的检定。二、计量标准的工作原理及其组成活塞式压力计是根据帕斯卡定律，以液体静力学的平衡原理为基础进行压力计量的。按照jjg49-1999弹簧管式精密压力表和真空表检定规程及jjg882-2004压力变送器检定规程的要求，我厂采用如下结构的活塞压力计，用直接对比的方法对精密压力表及压力变送器进行检定。其工作原理如下 pi 3 pb124p1.被检表 2.活塞筒 3.专用砝码 4.活塞 p.被测压力 1 三、计量标准器及主要配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0.02级活塞式压力计cwz-4t （-0.1-0.01）mpa （0.010.4）mpa0.02级0.02级活塞式压力计ys-60tz（0.16）mpa0.02级0.02级活塞式压力计ys-600tz（160）mpa0.02级主要配套设备热工仪表校验仪spmk3005h24vdc输出0.05级一年机械秒表803(06)h一等一年绝缘电阻表zc25-3（0500） m10级一年数字多用表kei2000（10ma3a）dc0.01级一年压力源cost1001a（-95400）kpa四、计量标准的主要技术指标1.0.02级活塞压力真空计型号：cwz-4t 量限：（-0.1-0.01）mpa （0.010.4）mpa精度等级：0.02级2. 0.02级活塞压力计型号：ys-60tz 量限：（0.16）mpa精度等级：0.02级3. 0.02级活塞压力计型号：ys-600tz 量限：（160）mpa精度等级：0.02级 4.数字多用表型号：kei2000精度等级：0.01级测量范围：（10ma3a）dc分辨力：0.01a五、环境条件序号项目要 求实 测 结 果结 论1温度（202）（202）合格2湿度（rh）4575%4575%合格3外磁场影响无无合格六、计量标准的量值溯源和传递框图上级计量标准静 力 平 衡 法计量标准名称：活塞式压力计标准装置准确度等级：0005级 保存机构：山西省计量监督检定测试所直 接 比 较 法本厂最高计量标准计量标准名称：一等活塞式压力计标准装置测量范围：(-0.160)mpa准确度等级：一等标准被检定传递的工作计量器具计量器具名称：压力变送器测量范围：(-0.160)mpa，（420）ma准确度等级：0.1级及以下计量器具名称：弹簧管式精密压力表及真空表测量范围：(-0.160)mpa准确度等级：0.25级及以下七、计量标准的测量重复性试验一等活塞压力计标准装置的重复性试验记录（mpa）（）间量测值（）（）数量次测时试验试验条件环境条件：温度（202） 湿度：75% 无外磁场影响被测对象：一块yb-150型，（04）mpa，编号为550，精度0.25级的弹簧管精密压力表测量方法：在装置正常工作条件下，用一块yb-150型，（04）mpa，编号为550，精度0.25级的弹簧管精密压力表在在1.2mpa点上等精度测量10次11.20421.20431.20641.20451.20461.20671.20481.20491.206101.2041.20460.00097结论合格备注试验人员八、计量标准的稳定性考核选用一块yb-150型，（04）mpa，编号为550，精度0.25级的弹簧管精密压力表，每隔一段时间（30天），在1.2mpa点上，等精度检定，各次测量值与算术平均值列表如下：一等活塞压力计标准装置的稳定性试验记录考核时间 测量值（ mpa）测量次数2011年1月24日2011年2月28日2011年4月5日2011年5月10日核查标准一块yb-150型，（04）mpa，编号为550，精度0.25级的弹簧管精密压力表11.2021.2041.2041.20221.2021.2021.2021.20631.2061.2041.2041.20641.2041.2041.2041.20451.2041.2041.2061.20461.2021.2041.2041.20671.2041.2061.2061.20481.2041.2061.2041.20691.2021.2021.2061.204101.2041.2041.2041.2041.20341.20461.20441.2046变化量 0.0012允许变化量0.00288结论合格合格合格合格考核人员由此可见，算术平均值当中最大值与最小值对应压力之差为0.0012mpa,符合要求。九、检定或校准结果的测量不确定度评定弹簧管式精密压力表和真空表示值误差测量结果的不确定度评定1 概述1.1 测量依据：jjg49-1999弹簧管式精密压力表和真空表检定规程。1.2 测量环境条件：温度（202）；湿度（5075）%rh。1.3 测量标准及其主要技术要求测量标准使用二等活塞式压力计和二等活塞式压力真空计，测量范围为（-0.1 60）mpa，精度等级为0.02级。1.4 被测对象及其主要性能测量范围在（-0.1 60）mpa内的0.25级、0.4级、0.6级精密压力表和真空表。本次评定的对象为：0.25级、测量范围为（04）mpa，最大允许误差0.01mpa的精密压力表。1.5 测量过程活塞式压力计和压力真空计是根据帕斯卡定律，以流体静力学的平衡原理为基础进行压力计量的。按照“jjg49-1999弹簧管式精密压力表及真空表”检定规程的要求，通过升压和降压两个循环将被测仪表在各检定点与活塞式压力计比较，逐点读取被检仪表示值。在活塞式压力计上加上相应的专用砝码，当砝码之重力作用于活塞有效面积所产生的压力与造压器发生的压力相平衡时，此时被检仪表示值与活塞压力计专用砝码折标准压力值之差值即为被检仪表的示值误差。1.6 评定结果的使用 在符合上述条件的情况下，可以根据弹簧管式精密压力表或真空表的精度等级和测量范围，采用本不确定度的评定方法给出相应的评定结果。2 数学模型 = p被 - p标 （kpt + r + gh + p取舍 ）式中： 被检弹簧管式精密压力表或真空表的示值误差；p被 被检弹簧管式精密压力表或真空表的示值； p标 标准器（二等活塞式压力计或压力真空计）所加专用砝码折标准压力值；k 温度系数，k = 0.04%；p 被检弹簧管式精密压力表或真空表的量程；t 被检仪表检定温度偏离20时的温度差值； 被检仪表的最小分度值；r 被检仪表的估读分辨率，r = 1/10； 工作介质密度，变压器油在20时的密度为 0.86103 kg/m3；g 检定地点重力加速度，本地的重力加速度取g = 9.7970 m/s2；h 被检表中心轴与活塞下端面的高度差；p取舍 被检仪表的读数取舍误差。3 输入量的标准不确定度评定3.1 输入量p被 的标准不确定度u被 的评定输入量p被 的不确定度来源主要为被检仪表的测量重复性，用a类方法进行评定。取一只0.25级测量范围为（04）mpa的精密压力表，其最小分度值为0.02 mpa，在1.2mpa点重复测量12次，测量值分别为1.204mpa，1.204 mpa，1.206mpa，1.204mpa，1.204mpa，1.202mpa，1.204mpa，1.204mpa， 1.202mpa，1.204mpa，1.204mpa，1.204mpa，平均值为n = 12单次实验标准偏差为 s=0.00103u被 = = 0.026 %1 = 121 = 113.2 输入量p标的标准不确定度u标的评定输入量p标的不确定度主要来源于标准器的不确定度，用b类方法进行评定。标准器的精度等级为0.02级，其示值误差在区间内服从正态分布，k = 2.58,u标 = 0.02%/2.58 = 0.0078%自由度为2 = 。3.3 输入量kpt的标准不确定度u环的评定输入量kpt的不确定度主要来源于环境温度，用b类方法进行评定。环境温度带来的不确定度，可认为在区间内均匀分布，k=，实验室内温度保持在（202），这里取最不利条件t= 2， u环 = = 0.046%自由度为3 = 。3.4 输入量r的标准不确定度u读的评定 输入量r的不确定度主要来源于读数误差，用b类方法进行评定。读数误差带来的不确定度，可认为在区间内均匀分布，k =，由于被检表最小分度值= 0.02 mpa，u读 = 0.029%估计 为50%，则其自由度为4 = 2。3.5 输入量gh的标准不确定度uh的评定输入量gh的不确定度来源于被检表中心轴与活塞下端面的高度差，服从两点分布，取h = 1cm =0.01m，uh = 0.861039.79700.0110-6/4 =2.110-5自由度为5 = 。3.6 输入量p取舍的标准不确定度u取舍的评定输入量p取舍的不确定度主要来源于修约取舍带来的误差，用b类方法进行评定。取舍误差可认为在区间内均匀分布，k = ，u取舍 = （0.021/10）/（4） = 0.029%估计 为25%，则其自由度为6 = 8。4 合成标准不确定度的评定4.1 灵敏系数数学模型 = p被 - p标 （ kpt + r + gh +p取舍 ）灵敏系数 c1 = / p被 = 1 c2 = / p标 = -1c3 = /t= kp = 0.04%p c4 = / r = c5 = / h = g = 8.4310-3c6 = /p取舍 = 14.2 标准不确定度汇总表 输入量的标准不确定度汇总于表2。表1 标准不确定度汇总表标准不确定度分量ui不确定度来源分布标准不确定度值ci|ci|uiiu被被检仪表重复性t分布0.026%10.026%11u标标准器的不确定度正态分布0.0078%-10.0078%u环温度差影响均匀分布0.046%0.014.610-6u读估读影响均匀分布0.029%0.25.810-52u h液柱差影响两点分布2.110-58.4310-31.7710-7u取舍修约取舍影响均匀分布0.029%10.029%84.3 合成标准不确定度的计算 各输入量相互间彼此独立，所以合成标准不确定度可按下式得到：uc （）=合成标准不确定度为uc （）= 0.410-34.4 合成标准不确定度的有效自由度 合成标准不确定度的有效自由度eff为voff=计算得effeff =19.61大于19，取整为19。5 扩展不确定度的评定取置信概率p=95%，按有效自由度eff查t分布表得到k95 = t95（eff）=1.8扩展不确定度u95为u95= k95uc（）=1.8 uc（）6 测量不确定度的报告与表示本例中弹簧管式精密压力表示值误差测量结果的扩展不确定度为u95 = 1.8 uc（）= 0.072%即0.072% 4 = 0.00288 mpa压力变送器输出电流误差测量结果的不确定度评定1 概述1.1 测量依据：jjg882-2004压力变送器检定规程。1.2 测量环境条件：温度（202）；湿度（5075）%rh。1.3 测量标准及其主要技术要求测量标准使用一等活塞式压力计和一等活塞式压力真空计，测量范围为（-0.1 60）mpa，精度等级为0.02级。数字多用表，测量范围为直流（0 100）ma，直流电流测量扩展不确定度0.005%，。1.4 被测对象及其主要性能输入量程在（-0.1 60）mpa内的0.075级以下的压力变送器。本次评定的对象为：0.1级、测量范围为（01）mpa，输出电流信号为（420）ma，最大允许误差0.016ma的压力变送器。1.5 测量过程本检定装置是根据帕斯卡定律，以流体静力学为基础进行压力测量的。检定方法采用比较法，将被检压力变送器经过连接机构接到标准活塞式压力计上，将数字多用表及电源接到变送器的电流输出端，用标准压力计给变送器升压或降压，分别读取被检变送器在各检定点的输出电流值，与理论输出值比较得出被检变送器的误差。1.6 评定结果的使用 在符合上述条件的情况下，一般可直接使用本不确定度的评定结果。2 数学模型 压力变送器输出电流测量的数学模型为 式中： 变送器的输出电流误差，ma； 变送器输出电流值，ma； 变送器输入压力值，pa； 变送器输出量程，ma； 变送器输入量程，pa； 变送器输出起始值，ma。3 输入量的标准不确定度评定3.1 输入量的标准不确定度的评定输入量的标准不确定度来源于数字多用表的电流档测量不确定度、和压力变送器电流输出的测量不重复性。3.1.1 数字多用表的电流档测量不确定度的评定的主要来源是数字多用表的电流档最大允许示值误差，因此应采用b类方法进行评定。根据数字多用表的校准证书知电流测量的扩展不确定度为0.005%，所以估计 故自由度。3.1.2 压力变送器输出电流的测量不重复性的评定的主要来源是压力变送器输出电流的测量不重复性，可以通过连续测量得到测量列，采用a类方法进行评定。本例对（01）mpa压力变送器进行三个循环的测量，在输入相同的压力下，输出电流不尽相同，取平均值作为测量结果。测量点应不少于5个，此次共取10个点。每个测量点均有6个读数，由此计算出试验标准偏差，取最大值。本例中s=0.84a。被检点（mpa）理论输出值（ma）实际输出值（ma）平均值（ma）实验标准偏差（a）第一次第二次第三次上行程下行程上行程下行程上行程下行程044.00103.99973.99953.99933.99953.99933.99970.650.15.65.60495.60535.60405.60525.60505.60325.60460.830.27.27.19887.19837.19797.19797.19697.19667.19770.840.38.88.80098.80118.80028.79968.80048.80108.80050.580.410.410.400310.400110.398810.399010.399810.398610.39940.720.613.613.594813.595913.596113.594813.595113.594513.59520.650.715.215.198315.199315.199715.197915.199115.199315.19890.690.816.816.796616.796016.797216.795316.797016.796316.79640.700.918.418.398518.396918.398618.397218.398918.398118.39800.8112019.992919.994019.992319.992119.992119.992119.99260.76 故自由度 3.1.3 标准不确定度的计算由于i1、i2和i3彼此相互独立，因此=2.52a计算得3.2 输入量p的标准不确定度的评定输入量p的标准不确定度的主要来源为一等活塞式压力计或压力真空计的最大允许示值误差及其温度影响引起的测量不确定度，用b类方法进行评定。3.2.1 一等活塞式压力计或压力真空计的标准不确定度的评定本例中在区间内可认为服从均匀分布，所以估计故自由度。3.2.2 一等活塞式压力计或压力真空计由于温度影响引起的测量不确定度的评定一等活塞式压力计或压力真空计的温度影响为0.001%fs/，以测量时最大偏差温度2计算：在区间内可认为服从均匀分布，所以估计故自由度。3.2.3 标准不确定度的计算由于p1和p2彼此相互独立，因此计算得4 合成标准不确定度的评定4.1 灵敏系数数学模型 灵敏系数 4.2 标准不确定度汇总表 输入量的标准不确定度汇总于表2。表2 标准不确定度汇总表标准不确定度分量ui不确定度来源标准不确定度值输入量i的标准不确定度分量2.52a12.52a51数字多用表电流档测量不确定度2.5a50输出电流测量不重复性0.34a5输入量p的标准不确定度分量0.116kpa-16a/kpa1.86a51活塞压力计测量不确定度0.115kpa50活塞压力计温度影响0.012kpa504.3 合成标准不确定度的计算 各输入量相互间彼此独立，所以合成标准不确定度可按下式得到：合成标准不确定度为4.4 合成标准不确定度的有效自由度 合成标准不确定度的有效自由度为计算得 大于90，取整为90。5 扩展不确定度的评定取置信概率，按有效自由度查t分布表得到扩展不确定度为6 测量不确定度的报告与表示压力变送器输出电流误差测量结果的扩展不确定度为 其相对扩展不确定度为此扩展不确定度小于被检变