二等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：二等活塞式压力计标准装置建立计量标准单位：神华神东电力煤制油自备热电厂计量标准负责人：杨少君筹建起止日期：2007年05月说 明 1. 申请建立计量标准应填写计量标准技术报告。计量标准考核合格后由申请单位存档。 2.计量标准技术报告由计量标准负责人填写。 3.计量标准技术报告用计算机打印或墨水笔填写，要求字迹工整清晰。目 录一、计量标准的工作原理及其组成-( 1 )二、选用的计量标准器及主要配套设备-( 2 )三、计量标准的主要技术指标-( 3 )四、环境条件-( 3 )五、计量标准的量值溯源和传递框图-( 4 )六、计量标准的测量重复性考核-( 5 )七、计量标准的稳定性考核-( 6 )八、测量不确定度评定-( 7 )九、计量标准的测量不确定度验证-( 9 )十、结论-(10)十一、附加说明-(10)一、计量标准的工作原理及其组成 活 塞 活塞压力计 检定表 砝码 被检表接头 加压泵1、 活塞式压力计是根据流体静力学的力平衡原理和以帕斯卡定律为基础来进行压力测量的，一种力是由所测压力产生的，另一种力是由放在承重盘上的砝码产生的，这两种力相平衡时，根据砝码的重量即可计算出被测的压力值。二、选用的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证书号二等活塞式压力计YS600（160）MPa0.05%西安仪表厂06.134电科院热YS字第2007-028号砝码YS600（160）MPa0.05%西安仪表厂06.134电科院热YS字第2007-028号 主 要 配 套 设 备精密压力表YB-160（0100）MPa0.4级上仪0605069秒表DM1-00124小时1.0级上海星钻2006056水平仪300mm（05）0.02mm/m上海2# 数字多用表34970A(0100)mA (0100) mV0.01级SCANDURA7367兆欧表VC60B(2501000)V/2GR:0.5%1%,k=3;U:2%,k=3;深圳胜利百分表0.01mm(0-10)mm0.1级北量599460 三、计量标准的主要技术指标1. 测量范围 （160）MPa 2. 精度等级0.05级3. 最小分度值1.0MPa4. 单位MPa5. 活塞公称面积 0.1cm26. 底盘及活塞 公称质量 0.5Kg 产生的压力1MPa7. 专用砝码 公称质量 0.5Kg 产生的压力1MPa 数量4个 公称质量 2.5Kg 产生的压力5MPa 数量11个8. 工作液体 蓖麻油9. 密封性 后5分钟下降3.75 MPa四、环境条件项 目要 求实际情况结论温 度(202)(202)符合要求湿 度(4575)%RH(4575)%RH符合要求外磁场影响无磁场无磁场符合要求防震防震防震符合要求防干扰防干扰防干扰符合要求防尘防尘防尘符合要求五、计量标准的量值溯源和传递框图上 一级计量器具 检定方法：比较法基(标)准名称：一等活塞压力计测量范围：（160）MPa溯源单位： 内蒙电力科学研究院 准确度等级： 0.02级本单位计量器具 检定/校准方法：比较法计量标准名称：二等活塞压力计测量范围： （160）MPa不确定度或准确度等级或 最大允许误差：0.05级下一级计量器具计量器具名称：0.2级及以下弹簧管式精密压力表、压力变送器测量范围：（160）MPa 活塞主要技术指标1、 标准装置密封性测试要求：对左右接口分别加压75Mpa，进行10分钟密封性试验，后5分钟检查结果。结果：左接口下降74.40-74.22=0.18Mpa，右接口下降72.20-72.00=0.20Mpa，左右接口下降值均不大于3.75 Mpa。结论：标准装置密封性合格2、 承重底盘平面对活塞中心线或承重杆中心线垂直度检查 要求：气泡偏离中心位置不大于5，实测气泡偏离中心位置不大于4。结论：垂直度合格3、 活塞转动延时时间测试要求：在负荷压力30Mpa下，使活塞以（201）r/10S的初始角速度按顺时针方向自由转动，自开始转动至完全停止的时间间隔为活塞延续时间，活塞转动延续时间大于5min。测量次数123测量结果6min44s6min36s6min19s平均值6min33s结论合格4、 活塞下降速度的测试要求：在负荷压力60Mpa下，将专用砝码放在压力计承重底盘上，然后用手轮造压使活塞处于工作位置，关闭活塞下部阀门，在专用砝码中心处放置百分表，使表的触头升高（3-5）mm，然后约以（30-60）r/min的初始角速度使活塞按顺时针方向自由转动，耐压约2min，再观察百分表指针移动距离，并同时用秒表测量时间，每次测量时间不少于1min测量3次，最大值不超过1.5mm/min。测量次数123测量结果mm/min0.120.130.11最大值mm/min0.13结论合格六、计量标准的测量重复性考核 选用一块稳定性高重复性好的量程为（040）Mpa，精度等级为0.25级，分度值为0.02Mpa的精密压力表(编号2007.1.812)做被测对象，按规程要求用本标准装置在其测量上限值的90%点处，选32MPa作为检定点测量10次。每次检定结束后将压力降为零，重新调整活塞压力计的水平，再进行下一次检定，并计算出检定结果的标准偏差S，作为本标准装置的检定重复性实测数据。检定次序检定结果（MPa）平均值标准偏差S结论131.98031.983Mpa=0.012935Mpa标准偏差的实际值Sn=0.013029Mpa本标准装置的测量重复性符合要求。231.980331.990431.990531.994631.996731.998831.998932.0001032.002 七、计量标准的稳定性考核选用一块稳定性高重复性好的量程为（040）MPa，精度等级为0.25级，分度值为0.02MPa的精密压力表（编号2007.1.812）做为被检对象，按检定规程要求，用本标准装置在其量程上限处，等精度重复检定10次做为1组数据，并取其算术平均值做为该组的测量结果，每年进行一组检定，共检定5次，并计算出这5组数据中的最大值与最小值之差，将其做为本装置的稳定性考核实测数据，其最大值应小于最大允许误差0.10Mpa 时间10次测量平均值（MPa）结论2006.131.9905组考核数据的最大值-最小值=31.996-31.990=0.006允许误差：0.10Mpa 0.0060.10合格2006.231.9902006.331.9902006.431.9962006.531.996八、计量标准的不确定度评定1、 A类不确定度分析选取32MPa测量点检定次序检定结果（MPa）平均值标准偏差SnUarel131.97031.990MPa=0.013029MPa Sn/32=0.000407231.980331.982431.972531.994631.996731.996832.000932.0041032.0062、B类不确定度分析2.1. 检定方法和程序：2.2 数学模型：标准活塞压力计由活塞系统、专用砝码,以及配套设备组成,数学模型为: P = mg/ A (1 - k/f ) 式中:P 标准活塞式压力计的数值(Pa) ;m 专用砝码质量(kg) ;A 活塞有效面积(m2) ;g 使用地点的重力加速度(m/ s2) ;k 使用环境下的空气密度(kg/ m3) ;2.3不确定度来源:3. 1 活塞有效面积的测量不确定度分量U1rel ;3. 2 专用砝码质量的测量不确定度分量U2rel ;3. 3 环境温度引起的测量不确定度分量U3rel ;3. 4 重力加速度测量不确定度分量U4 rel ;3. 5 空气浮力引起的测量不确定度分量U5rel ;3. 6 活塞系统的灵敏阈引起的测量不确定度分量U6rel 。3.7 活塞下端面与被检表中心不在同一水平面的液柱差修正不准引入的不确定度分量U7 rel3.8 活塞不垂直性及调整不准引入的不确定度分量U8 rel 2.4 标准不确定度评定2.4.1 活塞有效面积的测量不确定度分量U1rel按检定规程要求,二等标准活塞式压力计给出的扩展不确定度为0. 02 % ,该项不确定度分量服从正态分布,其标准测量不确定度为:U1 rel = 0. 02 %/ 3 = 0. 006 7 %2.4.2专用砝码质量的测量不确定度分量U2rel按检定规程规定,专用砝码质量的扩展不确定度为0. 02 % ,该项不确定度分量服从正态分布,因此,其测量不确定度分量为:U2 rel = 0. 002 %/ 3 = 0. 006 7 %在工作中,专用砝码是组合使用的,正常情况下应小于该值。2.4.3环境温度引起的不确定度分量U3 rel按检定规程规定,温度范围在20 5 ,检定证书给出的活塞有效面积是20 时的值,活塞是轴承钢制造的= 11 10 - 6/ 由此引起活塞有效面积扩展不确定度为0. 001 % ,按均匀分布其标准不确定度为:U3 rel = 0. 001 %/ 3 = 0. 006 4 %2.4.4 重力加速度的不确定度分量U4 rel检定证书给出的仪器使用地点重力加速度与实际使用地点未必一致,因此,在实际工作中, 重力加速度的实际值与证书上给出的误差通常0. 000 1m/ s2 范围内(二等) ,因此重力加速度的扩展不确定度为0. 01 % ,按均匀分布,其标准不确定度分量为: U4 rel = 0. 01 %/ 3 = 0. 000 06 = 0. 006 %2.4.5 空气浮力引起的不确定度分量U5 rel检定规程给出的专用砝码质量是指空气密度k( kg/ m3) ,钢f = 7 800 kg/ m3 ,铝f = 2 700 kg/ m3 ,来修正的。当专用砝码的材料为钢时,该项因素引起的扩展不确定度为0. 000 28 %按均匀分布,其标准不确定度分量为:U5 rel = 0. 000 28 %/ 3 = 0. 000 16 %2.4.6活塞系统的灵敏阈引起的不确定度分量U6 rel标准活塞式压力计的灵敏阈是因活塞有效面积、测量范围和准确度等级的不同而不同的。按检定证书给出的值,活塞系统灵敏阈引起测量压力的扩展不确定度为0. 0049 % ,该项不确定度分量符合均匀分布,其标准不确定度分量为:U6 rel = 0. 004 9 %/ 3 = 0. 002 8 %2.4.7 活塞下端面与被检表中心不在同一水平面的液柱差修正不准引入的不确定度分量U7 rel活塞下端面与被检表中心不在同一水平面的液柱差修正不准引入的误差为0.0004, ,该项不确定度分量符合均匀分布,其标准不确定度分量为:U7 rel = 0. 0004/ 3 = 0. 000132.4.8活塞不垂直性及调整不准引入的不确定度分量U8 rel由于不垂直引起的误差为：，按规程规定二等活塞压力计允许允许偏差5,按最大偏差计算，由此产生的误差该项不确定度分量符合均匀分布,其标准不确定度分量为:U8rel=1.0610-6/3=3.510-73 不确定度urel=0.000454 总不确定度U 取置倍因子K=2 U=kurel=0.0009 九、计量标准的测量不确定度验证 选一块稳定性高重复性好的（040）MPa精密压力表做被检对象，用本标准装置按照规定的检定项目进行检定，检定误差中的最大值记为y，再将此精密压力表送上级计量检定机构检定，检定误差中的最大值为y0，将检定结果填入下表，并求出二者的差值y-y0，若y-y0小于总不确定度的分析U.此标准装置的总不确定度合格。上级检