多通道压力扫描测试系统校准规范

陕西省地方计量技术规范

JJF（陕）XXXX－XXXX

多通道压力扫描测试系统校准规范

CalibrationSpecificationforMultichannelMeasurement

SystemofPressureScanning

（报批稿）

XXXX－XX－XX发布XXXX－XX－XX实施

陕西省市场监督管理局发布

JJF(陕)XXXX－XXXX

多通道压力扫描测试系统校准规范

1范围

本规范适用于测量范围不大于6MPa（含绝压）的气体介质多通道压力扫描测试系统（以

下简称测试系统）的校准。

2引用文件

JJG860《压力传感器（静态）》

JJG875《数字压力计》

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

3.1压力扫描模块pressurescanningmodule

压力扫描模块是一种将压力信号转换为电信号的器件，一般由多个压力传感器、扫描阀、

多通道模拟开关和放大器等组成，具有多个独立压力测量通道。

3.2多通道压力扫描测试系统multichannelmeasurementsystemofpressurescanning

由若干组压力扫描模块、压力采集控制单元、存储显示单元等组成的，具有多通道压力

参数测量功能的测试系统。

4概述

测试系统主要用于多路压力信号的测量。

测试系统按一定顺序感受多个通道的压力信号并转换为电信号，经采集、转换、传输后

进行压力示值输出。

测试系统组成主要包括压力扫描模块﹑压力采集控制单元﹑存储显示单元和工作气源

等。测试系统结构示意图如图1所示。

测试压力1控制电缆接口

压力控制

……测量气路

压力扫描模块1压力采集控制单元

通道接口

测试压力m

……压力扫描模块2

……

……压力扫描模块n工作气源存储显示单元

图1测试系统结构示意图

1

JJF(陕)XXXX－XXXX

5计量特性

5.1示值误差：最大允许误差为±（0.05～0.5）%FS。

5.2零位漂移：不超过最大允许误差绝对值的1/2。

5.3回程误差：不超过最大允许误差的绝对值。

5.4通道间不连通性：不超过最大允许误差绝对值的1/2。

注：以上计量特性要求不用于合格性判断，仅供参考。

6校准条件

6.1环境条件

a)环境温度：（20±2）℃相对湿度：不大于80﹪；

b)大气压力：（800～1060）hPa；

c)校准环境应无影响校准结果的电磁干扰和机械振动。

6.2测量标准及其它设备

6.2.1测量标准

选用测量标准的测量范围应覆盖测试系统测量通道的测量范围，测量标准的最大允许误

差绝对值应不大于测试系统测量通道最大允许误差绝对值的三分之一。

可选择的测量标准如下：

a)气体活塞式压力计；

b)数字压力计（0.05级及以上，年稳定性合格的）；

c)其它符合要求的测量标准。

6.2.2其它设备

a)压力源：气瓶、压力（真空）泵、空气压缩机等；

b)减压阀（调压器）；

c)三通及导压管等。

7校准项目和校准方法

校准前准备：校准前对测试系统的外观和功能进行检查，应结构完整、外观完好，无影

响系统性能的机械损伤，测试系统各部分之间应连接牢固。通电后能正常工作，具备温度补

偿功能的测试系统应开启温度补偿功能。将被校测试系统与测量标准放置在同一校准环境下，

达到温度平衡。被校测试系统与测量标准感压位置应尽量处于同一水平面，按图2所示连接，

预热20min。

2

JJF(陕)XXXX－XXXX

三通

测量标准测试系统

连接管路压力发生器

图2校准连接示意图

7.1零位漂移

在通大气压状态下，记录测试系统每个通道的初始值，然后每隔15min对每个通道进行

1次测量并记录，直至1h。每个通道的示值与初始值的差值中，绝对值最大的数值为该通道

零位漂移，按式（1）计算。

ZYY（1）

iiji0max

式中：

Zi——第i个通道的零位漂移，Pa、kPa、MPa；

Yij——第i个通道的初始值，Pa、kPa、MPa；

Yi0——第i个通道第j次示值，Pa、kPa、MPa。

注：测量绝压的测试系统不做此项目。

7.2示值误差

示值误差校准前对被校测试系统进行1次预压。

校准点的选取，最大允许误差低于±0.05%FS的测试系统，每个通道量程范围内均匀选

取不少于6个校准点，一般应包含零点（正负压量程应含零点）、测量上限值、测量下限值；

最大允许误差为±0.05%FS的测试系统，每个通道量程范围内均匀选取不少于10个校准点，

一般应包含零点（正负压量程应含零点）、测量上限值、测量下限值。客户有要求时，可按客

户要求选择校准点，可在报告中注明。

从测量下限起按选定校准点顺序平稳加压（或疏空），直至测量上限，待每个校准点压力

稳定10s后，读取并记录测量标准示值与测试系统被校通道示值；然后反方向逐点平稳降压（或

加压），直至测量下限，待每个校准点压力稳定10s后，读取并记录测量标准示值与测试系统

被校通道示值。

最大允许误差低于±0.05%FS的测试系统，按照上述步骤应至少校准1个循环；最大允许

误差为±0.05%FS的测试系统至少校准2个循环。可以按照客户要求增加测量循环次数。

3

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同一校准点正、反行程被校测试系统示值与测量标准示值之差的最大值作为该校准点的

示值误差，按式（2）计算：

（）

pijYijkpijks2

式中：

pij——第i个通道第j个校准点的示值误差，Pa、kPa、MPa；

Yijk——第i个通道第j个校准点第k次循环正、反行程示值，Pa、kPa、MPa；

pijks——第i个通道第j个校准点第k次循环的测量标准示值，Pa、kPa、MPa。

7.3回程误差

回程误差校准是在示值误差校准时进行的。同一校准点同一次测量中正行程和反行程中

被校测试系统最大示值之差的绝对值作为该校准点的回程误差，按式（3）计算：

（）

pijhYijkuYijkd3

式中：

pijh——第i个通道第j个校准点的回程误差，Pa、kPa、MPa；

Yijku——第i个通道的第j个校准点第k次循环正行程测量值，Pa、kPa、MPa；

Yijkd——第i个通道的第j个校准点第k次循环反行程测量值，Pa、kPa、MPa。

7.4通道间不连通性

对测试系统每一组压力扫描模块进行通道间不连通性校准，选取一个通道，其它通道保

持密封状态并记录示值，对选取通道加压至测量上限，待压力稳定1min后记录其它通道的示

值，取压力变化量最大的值作为该通道与其他通道的不连通性，按式（4）计算：

（）

pibYimlYim0max4

式中：

pib——第i个通道的通道间不连通性，Pa、kPa、MPa；

Yiml——第i个通道加压后第m个通道的示值，Pa、kPa、MPa；

Yim0——第i个通道加压前第m个通道的示值，Pa、kPa、MPa。

8校准结果的表达

8.1校准结果处理

4

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经校准的测试系统出具校准证书，校准证书应符合JJF1071-2010中5.12的要求，并给

出各校准项目名称和测量结果以及扩展不确定度。校准原始记录（推荐）格式见附录A，校

准证书内容及内页（参考）格式见附录B。

8.2校准结果的不确定度

测试系统校准结果的不确定度按JJF1059.1-2012的要求评定，校准结果不确定度评定示

例见附录C。

9复校时间间隔

建议测试系统的校准周期不超过12个月。

由于复校时间间隔的长短是由测试系统的使用情况、使用者、测试系统本身质量等诸因

素所决定的，因此，送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。

5

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附录A

多通道压力扫描测试系统校准记录（推荐）格式

表A.1校准记录格式

记录编号：

送校单位：

被校系统信息

系统名称型号规格

生产厂家

被校模块/通道信息标准设备信息

出厂编号标准名称

测量范围型号规格

制造厂家出厂编号

通道数量测量范围

证书编号

最大允许误差有效日期

准确度等级

校准依据校准地点

环境条件温度：℃湿度：%RH大气压力：hPa

外观和功能检查校准用工作介质

校准数据：见数据副页。

校准项目通道1通道2……通道n

零位漂移

（）

示值误差最大值

（）

回程误差最大值

（）

通道间不连通性

（）

相对扩展不确定度

（）

Urk2

备注

接收日期：年月日校准日期：年月日

校准人：核验人：

表A.2校准数据记录格式

6

JJF(陕)XXX－XXXX

记录编号：

模块/通道出厂编号：

零位漂移：

示值（）

时间

通道1通道2……通道n

0min

15min

30min

45min

60min

通道间不连通性：

示值()

加压通道

通道1通道2……通道n

加压前/

通道1加压后/

变化量/

加压前/

通道2加压后/

变化量/

加压前/

……加压后/

变化量/

加压前/

通道n加压后/

变化量/

校准人：核验人：

表A.2校准数据记录格式（续）

7

JJF(陕)XXX－XXXX

记录编号：

模块/通道出厂编号：

示值误差、回程误差：

测量标准示值示值（）

序号

（）通道1通道2……通道n

正行程

反行程

正行程

1

反行程

示值误差

回程误差

正行程

反行程

正行程

2

反行程

示值误差

回程误差

正行程

反行程

正行程

……

反行程

示值误差

回程误差

正行程

反行程

正行程

10

反行程

示值误差

回程误差

校准人：核验人：

附录B

8

JJF(陕)XXX－XXXX

校准证书内容及内页格式

B.1校准证书应至少包括以下信息：

a）标题：“校准证书”；

b）实验室的名称和地址；

c）进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；

d）证书的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；

e）送校单位的名称；

f)被校对象的描述和明确标识；

g)进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期；

h)如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；

i)校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；

j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；

k)校准环境的描述；

l)校准结果及测量不确定度的说明；

m）对校准规范的偏离的说明；

n）校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；

o）校准结果仅对校准对象有效的声明；

p）未经校准实验室书面批准，不得部分复制校准证书的声明。

9

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B.2校准证书内页（参考）格式

证书编号：XXXX-XXXX

校准结果

1.校准压力模块出厂编号：

2.外观和功能检查：

3.校准用工作介质：

4.通道编号：

a)测量范围：

b)零位漂移：

c)示值误差最大值：

d)回程误差最大值：

e)通道间不连通性：

f)校准数据及相对扩展不确定度：

测量标准示值示值（）相对扩展

序号不确定度

（）

正行程反行程正行程反行程（）

Urk2

1

2

……

10

5.通道编号：

……

—以下空白

10

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附录C

多通道压力扫描测试系统示值误差的不确定度评定示例

C.1概述

C.1.1环境条件

温度：22.0℃，湿度：69.0%RH，大气压力：970.528hPa。

C.1.2测量标准

数字压力计，测量范围：（-100～250）kPa，准确度等级：0.01级。

C.1.3被测对象

测试系统，模块数为8个，通道数为32个，校准用工作介质为氮气，测量范围(-100～

103.421)kPa，最大允许误差为0.1%FS。以下评定过程以单个通道为例。

C.1.4测量方法

按照本校准规范进行，校准点分别为：-93.079kPa、-68.948kPa、-34.474kPa、0kPa、

34.474kPa、68.948kPa、103.421kPa（以103.421kPa校准点为例）。

C.2数学模型

数学模型如式（C.1）所示：

（）

pijYijkpijksC.1

式中符号的含义同正文。

灵敏度系数为：

／＝；

c1pijYijk1

／＝-。

c1pijpijks1

C.3各影响量的标准不确定度评定

C.3.1不确定度来源

测量不确定度的主要来源包括：

a)重复性测量引入的不确定度分量；

b)测量标准引入的不确定度分量；

c)测试系统分辨力引入的不确定度分量；

11

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d)环境温度引入的不确定度分量；

e)高度差引入的不确定度分量。

测试系统被校通道重复性所引入的相对不确定度分量评定

C.3.2uAr

测试系统被校通道重复性所引入的不确定度分量uA采用A类不确定度评定方式进行评

定，进行10次独立重复测量，记录如下表C.1所示。

表C.1测量数据

测量标准示值示值/kPa

/kPa12345

103.421103.465103.461103.468103.461103.463

测量标准示值示值/kPa

/kPa678910

103.421103.465103.464103.463103.464103.465

其测量数据的平均值的计算公式按式（C.2）计算：

n

＝1（）

ppiC.2

ni1

式中：

p——测量数据的算数平均值，kPa；

——重复测量第次测量的示值，；

piikPa

n——重复测量次数，n10。

按式（C.3）计算其实验标准偏差s(p)：

n

2

(pip)

s(p)i1（C.3）

n-1

测试系统被校通道重复性引入的标准不确定度uA按式（C.4）计算，计算结果如表C.2

所示。

（）

uAs(p)C.4

表C.2重复性测量引入的不确定度分量的评定

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测量标准示值/kPakPau

p/kPas(p)/A/kPauAr

103.421103.46382.1×10-32.1×10-31.1×10-5

采用类评定方法的相对不确定度分量的评定

C.3.3BuBr

测量标准引入的不确定度分量的评定

C.3.3.1uB1r

选择的测量标准的准确度等级为0.01级，最大允许误差为0.01%，区间半宽度

，包含因子取，引入的相对不确定度按式（）计算：

a0.01%k2uB1rC.5

a0.01%

u5.0105（C.5）

B1rk2

测试系统分辨力引入的相对不确定度分量的评定

C.3.3.2uB2r

测试系统分辨力为0.001kPa，区间半宽度a5104kPa，服从均匀分布，取包含因子为

k3，引入的不确定度分量按式（）计算：

uB2C.6

4

a5104（）

uB22.910kPaC.6

k3

6

则测试系统分辨力引入的相对不确定度分量uB2r1.510。

环境温度引入的相对不确定度分量的评定

C.3.3.3uB3r

选用的测量标准和被校测试系统均具有自动温度补偿功能，且实际校准环境温度均在补

偿范围之内，则环境温湿度对的影响量可忽略不计，即。

uB3ruB3r0

高度差引入的不确定度分量的评定

C.3.3.4uB4r

被校测试系统与测量标准感压位置调整至同一水平面，则高度差对的影响量可忽略

uB4r

不计，即。

uB4r0

C.4