JJG 2022-89 真空计量器具检定系统.pdf

中 华人民 共和国 国 家计量 检定 系 统J J G 2 0 2 2-8 9真空计妞器具1 9 8 9 年 8月 1 5日批准1 3 9 0 年5 月1 日 实施国 家 技 术 监 督 局真空计且器具检定系统V e r i f i c a t i o n S c h e me o f Me a s u r i n g I n s t r u me n t sf o r Va c u umJ J G 2 0 2 2-8 9 本国 家计量 检定系统经国家技术监督 局于工 9 8 9 年8 月1 5 日 批准，并自1 9 9 0 年 5月1日起施行。起草单位:中国计量科学研究院本检定系统技术条文由起草单位负责解释。本检定系统主要起草人:费渭南(中国计量科学研究院)参加拐草人:周起春(中国 计量科学研究院)张家英(中国计量科学研究院)目录一 计量基准器具.(I)二 计量标准器具.(3)三 工作计量器具.(7)四真空计量器具检定系统框图 (8)J J G 2 0 2 2-8 9共 8页第 1 页真空计量器具检定系统 在真空科学技术领域中，通常由“真空 度”量值表示低于环境大气压的气体的稀薄程度。根据当前真空科学技术发展的水平，真空度获得和测量的范围，已 从 大 气 压(1 0 5 P a)室 极 高 真 空(1 0-P a).但 工 业 生 产 和 科 学研究中实际广泛应用的范围为1 0-0 1 0 P a.为了保证该范围内 真空度量 值的准确一致，.制定本检定系统，进行真 空量值传递，检定各级真空计量器具.本检定系统主要适用于 1 0-8 1 0 5 P a 范围内，计 量、科研和工业部门使用的真空标准装置和真空计的检定。一计 且 墓 准 器 具 1 真空国 家基准主要用于复现和传递真空度呈值，是统一全国真空度量值的 最高依据.2 真空国 家基准由 三个不同范围的真空装置组成:2.1 5 x 1 0-e -1 P a 压缩 式真空计装置 2.2 1 -1 x 1 0 8 P a 压缩式真空 计装置 2.3 5 x 1 0.1 x 1 0 5 P a 液体压力计装置 3 国 家基准复现的量的总范围为 5 x 1 0-e-1 x 1 0 5 Pa 4 不确定度 4.1压缩式真空计装置 真空度计算公式为:P=P g K h l h=(1)式中:P-t 时汞密度，9 当地重力加速度，K 一真空计常数，h,有效汞柱面高度差，共 8页第2页J J G 2 0 2 2-8 9h:压缩后气柱有效高度.由各参数的误差引入的不确定度为:d,=“d p+d;+d a+d;，+d;:(2)装置真空度的不稳定性为d:，则总不确定度为;d=d,+d,(3)装置 在 测 量 下限P 二 5 x 1 0-s P a 时，d,=1.5 i o d,=0.2得d=士1.了%侧士2%(3 口)4.2液体压力计装置 真空度计算公式为:p=Pg h (4)式中:h 液柱面的高度差。由各参数误差引入的不确定度为:d l=v d;+d;十 d;由于在 5 x 1 0 1-1*1 0 5 P a范围内是在静态 下 直 接 校准，d,=J J G 2 0 2 2-8 9共 8页第3页0，所 以 d=d，=v d;+d 二+d:(5)装置在测量 上限P=1 x 1 0 6 P a 时，d=10.1 2%10.2%因此，真空国家基准在5 x 1 0-1 x 1 0 6 P a 范围内的不确定度为:d二1(2-0.2)%(3 a)二计 且 标 准 器 具5 一等真空标准器有四种。5.1一等标准流导法真空装置a.测量范围 1 0-6-1 0-1 Pab。不确定度图2真空度计算公式为:_二0._r一J 卜 厄 厂宁 儿(6)式中:K 一分流比;Q 气 体流量，c-流导，P.下游压强。关a页第 4页J s c 2 0 2 2-8 s由 上述参数误差引入的不确定度为:_ i，.，:，:./刀。、:，Ui一 Iu,宁口.十U.宁I 一 一甲 n一 I u V P,+K 令 l 装置真空 度的 不稳定性为d:;装置本底引入的不确定度为d。.总不确定度为a=d:+d:+d。装置在测量下限P=1 0-0 P a 时，a l=3 0 o 6 i=1%a s=1 0 0得a=15%(3 0)5.2一等标准膨胀法真空装置 a.测量范围 1 0-1-1 0 1 Pa b.不确定度图3真空度计算公式为:P=V P o(8)式中:，传递阀的容积，V 一校准室的容积，p。起始压强，由上述参数误差引入的不确定度为:d，二 侧 d 乞+6 各+d 二。9)J I G 2 0 2 2-8 9共 8页第 5页 装置 本 底 真空 度引 木 的 不确 定 度 为d:.总不确定度为 d=d,+d z (1 0)装置在测量下限P=1 0-e P a 时，d,=3.5%d=1%得d二+4.5%-15%(3 0)5.3一等标准液体压力计 a.测量范围 1 0 1 -1 0 6 P a b.不 确 定 度 因庄 静态下用国家基准液体压 力计对其直接校准，则一等标准液体 压 力 计 的 V,确 定 度 为:d=记 d;+d m (1 1)式中:d.基准器的不确定度;d m 被检装置(或计)与基 准器的最大相对偏差。装置在测量下限P=5 x 1 0 1 P a 时，d,=0.4%d m 二0.8%得d=0.8 9%士 1%(3 a)5.4一等标准压缩式真空计组 a.由1 0-1 P a 和1 -1 0 P a 两个不同范围的一等标准压缩式真空计组成，其总测量范围为。1 0-1 0 0 Pa b.不确定度 计算公式即 为式(3)d=d,+d,装置在测量下限P=1 0-P a 时，d,=3.5%d,=1%得6=14.5%士5%(3 a)一等标准流导法、膨胀法、压缩法三种真空装置一旦建成，有些参数很难再重新测定。因此，上述三种标准装置的周期检定是:整台共8页第 6 页J J G 2 0 2 2-8 9装置通 过一 只稳定性不大于1%的参考真空计(例如磁悬浮转子真空计或电容薄 膜真空计)，用真空国家基 准进行定点间接检定，验证一等装置的理论分析 不确定度数值.此外，为进一步保证这些装置真空度量 值的 准确可 靠，还应根据需要不定期的以 同样办法用参考真空计在这些装置之间彼此比 对，以 消除可能有的系统误差。6 二等真空标准器有六种 6.1二等标准热阴 极电离真空计 测量范围为1 0-1.1 0 P a(目 前尚未建立)6.2二等标准热阴 极电离真空计 测 量范围为1 0-6 -1 0 P a 6.3二等标准磁悬浮转子真空计 测量范围为1 0-3 -1 0 P a 6.4二等标准电容薄膜真空计 测量范围为1 0-1 0 P a 6.5二等标准电容薄膜真空 计 测量范围为l o z 1 0 8 P a 6.6二等标准压缩 式真空计组 由 测量范围 为1 0-8-1 P a 和1-x 1 0 9 P a 的两只二等标准压缩 式真空计组成.后五种二等标准器的允许误差 4与式(1 1)相同，即 =侧蔺不灰 丁(1 2)在这些二等 标准真空计的测量下限时，6.=5%6 二二8%可 得 后 五 种 龚 标 准 真 空 计 的 允 许 误 差，均 为:=f4.4%1 1 0%第一 种二等标准热阴极电离真空 计由于在1 0-9 1 0-9 P a 范围的误差是根据真空计规管的 剩余电流作线性延伸求得的，因此该二等标准真空计的允许误差为:d=一 d;+d 丁+二(1 3)式中:八 二 规管剩余电流引入的误差。J J G 2 0 2 2-8 8共 8 页第7页 在测量下限p=1。一P a 时，0.=5%d.=8%二“2 0%由式(1 3)得第一种二等标准真空 计的允许误差为:=士3 0%三工 作 计 皿 路 具工作计量器具分六大类7 热阴 极电离真空计分三个测量范围，相应的允许误差为:7.1 1 0-1 1 0-1 P a,=1 7 0%17.2 1 0-0 1 0-P a,=15 0%17.3 1 0-1-l 0 P a,八=士5 0%.8 冷阴极电 离真空计分二个测量范围，相应的允许误差为:8.1 1 0-1-1 0-1 P a,=-,e 0 1 1 18.2 1 0-1 1 0 P a,=士,o 0%.9 电 容薄膜真空计分二个测量范围相应的 允许误差为:9.1 1 0-1-1 0 1 P a,么=土 2 0%19.2 1 0:一l o,P a,0=12 0%11 0 热偶真空计分二 个 测 量范 围，相 应的 f t 许 误 差 为:1 0.1 1 0-1 0 P a,么=士5 0 0 1 11 0.2 1 0-1 -1 0 1 P a,二士5 0%.1 1 电阻真空钊分二个测量范围，相应的 允许误差为:1 1.1 1 0-l o P a,0=15 0%11 1.2 1 0-1 0 P a,0=15 0%.1 2 压缩 式真空计组总测量范围为1 0-1 1 0 1 P a共8页第8页J J G 2 0 2 2-8 9 允许误差为=1 5 0%工作计量器具的允许误差计算公式为:=d。十d 二+dz式中，d:为二等标准检定工作用真空计时所用相对校准装置的真空度不稳定性，要求 6,士1%.四 真空计皿器具检定系统框图真空计量器具检定系统框图计量基准器具计量标准器具工作计童器具