JJF(机械) 1001-2018 水泵综合性能试验台校准规范

中华人民共和国工业和信息化部机械计量技术规范JJF(机械)1001—2018水泵综合性能试验台校准规范CalibrationSpecificationfor2018-04-30发布中华人民共和国工业和信息化部发布 水泵综合性能试验台校准规范CalibrationSpecificationforJJF(机械)1001—2018代替JJF(机械)034—2008主要起草单位：国家农机具质量监督检验中心参加起草单位：大福泵业有限公司台州市质量技术监督检测研究院新界泵业集团股份有限公司利欧集团浙江泵业有限公司浙江东音泵业股份有限公司浙江大元泵业股份有限公司浙江丰源泵业有限公司江苏新格灌排设备有限公司江苏大学浙江省水泵产品质量检验中心友力机电有限公司本规范由全国机械汽车专业计量技术委员会负责解释JJF(机械)1001—2018周春林(国家农机具质量监督检验中心)林发明、燕良辉(大福泵业有限公司)吴意因、黄和平(台州市质量技术监督检测研究院)许敏田、葛杰(新界泵业集团股份有限公司)毛剑云、王琳(利欧集团浙江泵业有限公司)方秀宝、吴刚(浙江东音泵业股份有限公司)颜珍素、王国良(浙江大元泵业股份有限公司)孙建国、刘现成(浙江丰源泵业有限公司)朱宪民、刘小汉(江苏新格灌排设备有限公司)郎涛、魏洋洋(江苏大学)王国军、赵丹华(浙江省水泵产品质量检验中心)陈仙军(友力机电有限公司)JJF(机械)1001—2018 1范围 2引用文件 3术语和计量单位 4概述 5计量特性 5.1试验台管路结构 5.2性能曲线偏离 6校准条件 6.1环境条件 6.2测量标准及其他设备 7校准项目和校准方法 7.1试验台管路结构 7.2性能曲线偏离 8校准结果表达 9复校、复测时间间隔 附录A原始记录格式 附录B校准证书格式 附录C试验台测量结果不确定度评定 I本规范依据JJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》编制。本规范代替JJF(机械)034—2008《水泵综合性能试验台校准规范》,与JJF(机械)034—2008相比，除编辑性修改外，主要技术变化如下：——增加了引言作为必备内容； 强调了规范使用的范围、目的，修改了范围的描述(见第1章);——调整了术语的内容(见第2章); 调整了计量特性的指标，给出了两种测量精度等级的试验台的保证点参数测量允差值(见第5章),给出了标准测量带定义(见5.2); 明确了标准装置为具有特定参数原位标定功能的试验台，标准泵为标准装置的——给出了标准泵的分组(见6.2.2); 增加了被校试验台校准项目性能曲线偏离(见7.2); 试验台的不确定度指标评定过程中，保证点重复性数据由20点调整为21点 除被校试验台上标准泵试验的保证点参数不确定度符合要求之外，根据标准泵在被校试验台上测得的试验曲线，同时要求在70%～120%保证流量点Qo工作范围内，标准泵试验曲线校准测量带应在标准泵标准曲线规定的标准测量带范围内(见7.2.3); 校准证书中给出了试验台精度等级(附结果精度等级标准测量带和校准测量带的叠加图)(见附录B); 给出了依据被测量的精度等级(满量程示值允许误差)计算系统不确定度分量的方法(见C.3,2.1.2)。本规范所代替规范的历次版本发布情况为：——JJF(机械)034—2008。ⅡJJF(机械)1001—2018水泵综合性能试验台校准规范1范围本规范适用于测量范围为流量(0～5000)m³/h、扬程(0~1600)m、转矩(0~2000)N·m、功率(0～315)kW、转速(0～6000)r/min和效率(0～100%)的水泵综合性能试验台(以下简称试验台)的校准，用于规范校准方法、提升专业计量测试水平、提高水泵产品性能检测数据的准确性和可靠性。本规范中的水泵一般以电动机为动力，其他动力形式的水泵可参照执行。2引用文件本规范引用了下列文件：JJG313测量用电流互感器检定规程JJG598直流数字电流表检定规程JJG603频率表检定规程JJG837直流低电阻表检定规程JJG882压力变送器检定规程JJG995静态扭矩测量仪检定规程JJG1033电磁流量计检定规程JJG1037涡轮流量计检定规程JJF1001—2011通用计量术语及定义JJF1059.1—2012测量不确定度评定与表示JJF1491·数字式交流电参数测量仪校准规范GB/T18149—2017离心泵、混流泵和轴流泵水力性能试验规范精密级凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3术语和计量单位下列术语和定义适用于本规范。参考量值referencequantityvalue[JJF1001—2011,参考量值8.19]简称参考值，用作与同类量的值进行比较的基础的量值。1参考量值可以是被测量的真值，这种情况下它是未知的；也可以是约定量值，这种情况下2带有测量不确定度的参考量值通常由以下参考对象提供：1JJF(机械)1001—2018c)一个参考测量程序实验室测量能力laboratorymeasurementcapability在实验室能达到的最佳测量条件下，对被校对象进行校准所获得的最小测量不确定度，用95%置信概率的扩展不确定度Up表示。标准泵应满足的流量/扬程(Q/H)点，或称规定点。保证点允差值椭圆permissibleerrorsellipseofaguaranteepoint不同的坐标分量具有不同的允差值，保证点允差值椭圆x半轴为其x坐标允差，y半轴为其y坐标允差。保证点不确定度椭圆uncertaintyellipseofaguaranteepoint不同的坐标分量具有不同的不确定度，测得的每一工况点均可以用一个椭圆来表示，椭圆的两条轴分别代表具有95%置信度的总的不确定度。保证点不确定度椭圆x半轴为保证点x坐标分量不确定度，y半轴为保证点y坐标分量不确定度。4概述试验台包括管路系统、测量系统、控制系统和数据采集与处理系统，用于水泵产品的综合性能试验。试验项目涉及电动机空载、电动机温升、电动机负载及水泵的水力性能试验等。试验台管路系统有开式和闭式之分，图1给出了潜水电泵开式试验装置示意图。注：D——潜水电泵出口管口公称内径。25计量特性5.1试验台管路结构试验台进口测压管直管段长度应≥12D,进口测压管取压孔中心距连接泵进口端的接合面2D₁,进口测压管测量截面直径等于D,D₁为泵进口管口公称内径。出口测压管直管段长度≥6D₂,出口测压管取压孔中心距连接泵出口的接合面2D₂,出口测压管测量截面直径等于D₂,D₂为泵出口管口公称内径。井筒式潜水轴流电泵或混流电泵试验台的测压孔应设在井筒直管段。1级试验台设置4个取压孔，通过环形汇集管连通；2级试验台可设置1个取压孔，电磁流量计前直管段长度大于5D、后直管段长度大于3D,或符合产品使用说明书长度测量允差≤5%,公称内径测量允差≤2%。5.2性能曲线偏离试验台校准精度分为2个等级，1级具有较高的精度，2级具有较低的精度。不同等级试验台在标准泵保证点C₀的各参数测量允差值见表1。测量参数1级2级土2.0转速n土0.5转矩T扬程H电动机输入功率P泵输入功率P,(由T、n算出)泵输入功率P₂(由P₁、nm算出)土4.0电泵效率(由Q、H、P₁算出)泵效率(由Q、H、T、n算出)土2.9泵效率(由Q、H、P₁、nm算出)注：ηm为电动机效率。标准泵功率、扬程和效率对流量的性能曲线，应是拟合后的光滑曲线(推荐采用3阶最小二乘法进行拟合),称为标准曲线。流量在0.7%～1.2%保证流量点Qc范围内在标准曲线上连续做1级或2级保证点允差值椭圆，然后做出这些椭圆的上下包络线结果是一条由两条包络线加以限定的测量带，称为1级或2级标准测量带。校准过程中，被校试验台上测量的标准泵工作区间性能曲线校准测量带应在标准泵规定的标准测量带内。若校准测量带在1级标准测量带内，则被校试验台达到1级；3JJF(机械)1001—2018若校准测量带部分超出1级标准测量带，但在2级标准测量带内，则被校试验台达到2级。6校准条件试验在常温和“清洁冷水”的条件下进行，这种水的特性应在表2指出的范围内。特性单位最大值温度℃密度6.2测量标准及其他设备标准装置为具有特定参数原位标定功能的试验台，通过标准装置中的标准泵进行试验台校准。标准泵分为潜水泵和地面泵，标准泵应符合GB/T18149—2017规定的精密级(前A级)要求，其测量参数不确定度指标见本规范表3。表3标准装置(含标准泵)保证点不确定度允许值测量参数流量Q土1.5转速n土0.2转矩T扬程H电动机输入功率P泵输入功率P,(由T、n算出)泵输入功率P₂(由P、nm算出)电泵效率(由Q、H、P₁算出)泵效率(由Q、H、T、n算出)泵效率(由Q、H、P₁、m算出)为保证校准不确定度，将标准泵分为2组(见表4),以满足试验台不同参数测量4JJF(机械)1001—2018表4标准泵分组要求序号标准泵类型试验台类型1DN80(含80)以下的潜水泵、地面泵功率≤160kW2DN100(含100)以上的潜水泵、地面泵160kW<功率≤315kW7校准项目和校准方法7.1试验台管路结构进、出口测压管直管段长度，取压孔位置，流量计前、后直管段长度用不低于0.2级的钢卷尺测量；管路公称内径采用游标卡尺测量，分度值≤0.02mm;取压孔型式采用目测检查。试验台管路结构检测结果填入表A.1。7.2.1试验台用传感器、仪器和仪表的检定或校准试验台校准时，其上所有传感器、仪器和仪表均应在其检定或校准有效期内。电磁流量传感器的检定应符合JJG1033的规定，涡轮流量传感器的检定应符合JJG1037的规定，压力传感器的检定应符合JJG882的规定，转矩传感器的检定应符合JJG995的规定，三相电参数仪器的校准应符合JJF1491的规定，电流互感器的检定应符合JJG313的规定，直流低电阻表的检定应符合JJG837的规定，脉冲信号输入显示仪表的检定应符合JJG603的规定，直流信号输入类仪表的检定应符合JJG598的规定。试验台用传感器、仪器和仪表的不确定度(或精度)结果填入本规范中表A.2。可根据试验台类型或用户要求选择表5中的部分或全部。表5主要测量参数校准项目主要测量参数校准内容流量保证点总测量不确定度(扩展不确定度)转矩转速扬程保证点总测量不确定度(扩展不确定度)工作区间性能曲线、校准测量带功率效率将标准泵安装到被校试验台上后，在额定电压、额定频率和保证流量点下运转1h～2h,使标准泵达到稳定状态，以随机时间间隔(不少于10s)连续采集21点数据，5 重复性数据结果填入表A.3。评价试验台主要参数的扩展不确定度、测量结果不确定度的评定与表示见附录C。在被校试验台完成标准泵重复性数据测量后，性能试验应从功率最小点开始，调节阀门开度，对离心泵一般从零流量开始，逐步增大流量至流量保证点的140%或阀门全开。对混流泵、轴流泵和旋涡泵应从阀门全开状态开始，逐步减少流量至流量保证点的60%以下。其间应取13个～15个不同流量点。所取流量点中应包含有70%Cg、80%O₀、90%Qo、100%Qo、110%Q。和120%Qα六个流量点，对离心泵还应包括零流量点，标准泵综合性能测试数据结果填入表A.4。标准泵在被校试验台上的性能试验曲线称为校准曲线(包括扬程、功率和效率对流量的曲线),取流量在70%～120%保证流量点Qα范围内的校准曲线和其保证点对应参数扩展不确定度椭圆在校准曲线上移动所形成的包络线构成的测量带作为校准测量带。8校准结果表达校准、测试记录应包含的内容见附录A。校准结果应记录在校准证书和校准报告上，校准证书的格式见附录B。9复校、复测时间间隔建议复校、复测时间间隔为2年。6附录A原始记录格式序号检验项目标准要求检测结果1进口测压管直管段长度应符合5.1的规定2出口测压管直管段长度3取压孔位置及型式4流量计前直管段长度5流量计后直管段长度序号检验项目标准要求检测结果1流量计应符合7.2.1的规定2流量测量仪表3压力变送器4样机名称试验台位样机型号试验日期规定流量额定功率规定效率规定扬程转速样机编号环境条件测点序号功率流量m³/h压力MPa转速r/min扬程m效率%17JJF(机械)1001—2018表A.3(续)测点序号功率流量m³h压力MPa转速扬程m效率%平均值xA类不确定度B类不确定度合成不确定度扩展不确定度A.4试验台对标准泵的综合性能试验记录见表A.4。表A.4标准泵的综合性能试验记录样机名称试验台位样机型号试验日期规定流量额定功率规定效率规定扬程转速样机编号环境条件测点序号电压V电流A功率流量m³/h压力MPa转速r/min扬程m效率%12备注执行标准：实测扬程、实测功率、实测效率：8JJF(机械)1001—2018校准证书编号委托单位委托单位地址委托书编号 试验台名称 型号/规格制造商试验台编号 校准日期标准依据专用章地址：签发人校准人签发日期JJF(机械)1001—2018续前页(校准单位)校准证书校准证书编号：本次校准所使用的标准泵出厂编号：测量范围：不确定度：证书编号：有效期至：1.校准的地点、时间、环境条件地点：其他：日期：十气压-想对温度2.校准结果、限制使用范围及条件本次校准结果的不确定度：试验台精度等级(附结果精度等级标准测量带和校准测量带的叠加图):限制使用范围及条件：3.建议再校日期如果希望在制造商指定的技术指标范围内，在技术法规规定的范围内使用本校准结果，则建4.其他本次校准只对所给数据有效。附录C试验台测量结果不确定度评定不确定度评定依据JJF1059.1—2012,在符合本规范的测量条件下，可以直接使用本不确定度的评定结果。在试验中，泵的各个参数(见表C.1)有的可以通过仪表直接测量，有的则为间接测量，既通过测量与之有函数关系的各量再经计算而得，被测量Y(即输出量)由N个其他量Xj,X₂,…,Xy,通过函数关系f来确定。如果测量参量Y的估计值为y,输入量X;的估计值为x,则有：y=f(x,x₂,…,xy)测量参数数学模型备注流量直接测量转矩转速输入功率轴功率直接分析法：y=f(Tx,ny)损耗分析法：y=f(Rx,Pain,Pm₂n,Pev,P)间接测量扬程y=f(p₂n,P₁w)效率y=f(Cv,Hv,Pw,ny)测量不确定度有若干分量x,组成，每个分量用其概率分布的标准偏差估计值表征，称为标准不确定度。标准不确定度表示的各分量用u,表示，根据分量测得值得到试验标准差的方法为A类评定，根据有关信息估计的先验概率分布得到试验标准差估计值的方法为B类评定。x,的不确定度是y的不确定度的来源，来源包括测量仪器、传感器、管路因素、环境因素、测量人员、测量方法等。由随机效应导致的标准不确定度分量，其计算方法等同于不确定度的A类评定。所测各量的不确定度分量认为是不相关或弱相关的，不确定度评定中随机变量的置信概率为95%,随机变量的概率分布为正态分布或t分布，计量特性不确定度均以相对不确定度表示，只对保证点的计量特性进行不确定度评定。A类不确定度估计值来源主要是各检验参量的测量不重复性，可以通过连续测量得JJF(机械)1001—2018其中，样本标准差为不确定度的B类评定又可称为B类不确定度的评定。B类不确定度的信息来源包括：试验台技术资料，试验台用传感器量程配置、仪器/传感器说明书，检定、校依据JJF1059.1—2012中4.5.3,若已知仪器的测量值大部分可望的区间(合成扩u(X₁)=Up(X₁)/k,