级活塞式真空压力计关键技术报告.doc

计量原则技术报告

计量原则名称 0.05 级活塞式压力真空计原则装置
计量原则负责人 陈湘萍
建标单位名称（公章 贵州博学测试科技有限公司
填 写 日 期 10月

目 录
一、建立计量原则目…………………………………………………… ( 2 )
二、计量原则工作原理及其构成……………………………………( 2 )
三、计量原则器及重要配套设备…………………………………………( 3 )
四、计量原则重要技术指标………………………………………( 4 )
五、环境条件……………………………………………………………( 4 )
六、计量原则量值溯源和传递框图………………………………………( 5 )
七、计量原则重复性实验…………………………………………………( 6 )
八、计量原则稳定性考核……………………………………………………( 7 )
九、检定或校准成果测量不拟定度评估…………………………………( 8 )
十、检定或校准成果验证…………………………………………………( 10 )
十一、结论……………………………………………………………………( 11 )
十二、附加阐明…………………………………………………………………( 11 )

一、建立计量原则目
为保障各种弹性元件压力表、压力控制器、数字压力计、压力变送器、量值传递精确、可靠，特建立0.05级活塞式压力真空计原则装置。

二、计量原则工作原理及其构成
1、 工作原理：采用原则器示值与被检压力表达值直接比较办法
2、 构成：其检定原理图如下图所示。
F
专用砝码
活塞
被检压力仪表
P
活塞筒
P=F/s

三、计量原则器及重要配套设备
计 量 标 准 器
名 称
型 号
测量范畴
不拟定度
或精确度级别或最大容许误差
制造厂及
出厂编号
检定或
校准机构
检定周期或复校间隔
活塞式压力计
YS-2.5
（-0.1~0.25）MPa
0.05级
西仪集团有限责任公司111
贵州航天计量测试技术研究所
1年
活塞式压力计
YS-6
（0.04~0.6）MPa
0.05级
西仪集团有限责任公司701
贵州航天计量测试技术研究所
1年
活塞式压力计
YS-60
（0.1~6）MPa
0.05级
西仪集团有限责任公司112
贵州航天计量测试技术研究所
1年
活塞式压力计
YS-600
（1~60）MPa
0.05级
西仪集团有限责任公司10921
贵州航天计量测试技术研究所
1年
主 要 配 套 设 备
原则数字压力表
Y-100S
（-100~100）KPa
0.05级
陕西西仪测控技术有限责任公司W15475
贵州航天计量测试技术研究所
1年
原则数字压力表
Y-100S
（-6~6）KPa
0.05级
陕西西仪测控技术有限责任公司W15474
贵州航天计量测试技术研究所
1年
原则数字压力表
Y-100S
（-16~16）KPa
0.05级
陕西西仪测控技术有限责任公司W15473
贵州航天计量测试技术研究所
1年
原则数字压力表
Y-100S
（-40~40）KPa
0.05级
陕西西仪测控技术有限责任公司W15472
贵州航天计量测试技术研究所
1年
过程仪表校验仪
741B
DCA：30mV
DCV：10V
U=0.02%
(k=2)
福禄克6890702
贵州航天计量测试技术研究所
1年

四、计量原则重要技术指标
1、 压力量程： （-0.1～60）MPa
2、 精确度级别： 二等（0.05级）

五、环境条件
序号
项 目
要 求
实际状况
结 论
1
温度
（18~22）℃
（18~22）℃
合格
2
湿度
（45~75）%
（45~75）%
合格
3

4

5

6

六、计量原则量值溯源和传递框图
上
级
社
会
公
用
计
量
器
具
流体静力平衡

一等活塞式压力(压力真空)计原则装置
0.005%（k=2）
贵州航天计量测试技术研究所

本
单
位
计
量
器
具

二等活塞压力计原则装置
（-0.1—60）MPa
0.05 级

直接比较

工
作
用
计
量
器
具

数字压力计
-0.1MPa~60Mpa
0.2级及如下

压力变送器
-0.1MPa~60Mpa
0.2级及如下

压力控制器
-0.1MPa~60Mpa
0.5级及如下

弹性元件压力表
-0.1MPa~60Mpa
1.0级及如下

七、计量原则重复性实验
在重复测量条件下，对（型号：YBS-C2；精确度级别：0.2级；量程：0MPa～1MPa）数字压力表1MPa处进行10次独立重复测量,测量成果如下:
考核时间
测量值

测量次数
5月3日

实验条件

22℃、55%RH

22℃、55%RH

1
0.9992

2
0.9993

3
1.0007

4
1.0002

5
1.0001

6
1.0000

7
1.0000

8
1.0001

9
1.0000

10
0.9995

0.99991

结论
合格

实验人员
王民慧

八、计量原则稳定性考核
在重复测量条件下，对（型号：YBS-C2；精确度级别：0.2级；量程：0MPa～1MPa）数字压力表1MPa处进行10次独立重复测量,测量成果如下:
日期
测量值

次数
4月3日
6月29日
8月12日
10月11日
核查原则
型号：YBS-C2；精确度级别：0.2级；量程：0MPa～1MPa
1
1.0005
1.0000
0.9995
1.0005
2
1.0007
0.9994
1.0007
1.0003
3
1.0001
0.9998
1.0000
0.9994
4
1.0003
1.0000
1.0005
1.0005
5
0.9995
0.9995
0.9998
0.9995
6
0.9998
1.0007
1.0001
1.0003
7
0.9994
1.0000
0.9994
1.0000
8
1.0000
1.0005
1.0005
0.9995
9
0.9998
0.9998
0.9998
1.0005
10
0.9998
0.9995
1.0007
1.0003

0.99999
0.99992
1.0001
1.00008
变化量
0.00016
容许变化量
0.0005

结论
合格
考核人员
王民慧
陈湘萍
王民慧
陈湘萍

九、测量不拟定度评估
A.弹簧管式压力表测量不拟定度评估
1、概述
1.1评估根据：JJG 52－《弹性元件式普通压力表，压力真空表和真空表》，JJF1059.1—《测量不拟定度评估与表达》
1.2环境条件：实验室环境条件为：温度（18～22）℃，相对湿度不不不大于85%。
1.3测量原则：0.05级活塞式真空压力计原则装置
1.4被测对象：弹性元件式普通压力表，压力真空表和真空表
1.5测量过程：压力表检定，是依照流体静力学原理，采用直接比较法进行，依照检定规程，将精密表安装到活塞压力计上，当整个加压系统平衡时，读取被检压力表达值，压力表批示压力值与活塞压力计产生压力值之差即为压力表达值误差。
2、数学模型

式中:—示值误差，MPa；
—被检弹簧管式压力表达值， MPa；
—原则活塞压力示值，MPa；
3、不拟定度评估
3.1输入量不拟定度重要来源于压力表重复性和压力表辨别力。
3.1.1对（型号：YA-100、精确度级别：1.6级）量程为（0～2.5） MPa弹簧管式压力表1.6MPa处进行10次独立重复测量，测量成果如下：
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
测得值
1.59
1.60
1.60
1.60
1.59
1.60
1.59
1.59
1.60
1.60
平均值
1.597
由贝塞尔公式 ： =
得到单次测得值实验原则差 =0.0053，则由压力表重复性引入原则不拟定度为：
MPa，自由度
3.1.2 被测压力表估读引入不拟定度分量
该压力表最小分度值0.05MPa,以检定员可以估读到最小分度1/5，则估读误差为最小分度值±1/5计算，由压力表估读误差所引入不拟定度分量。按均匀分布取
MPa
预计不可靠度为10％，其自由度为。
由于和独立不有关，则
MPa
自由度
3.2 输入量不拟定度重要来源于原则器示值误差
由JJG59-知0.05级活塞式真空压力计在1.6MPa测量点示值误差为±（0.05%×1.6）MPa,区间半宽为0.0008MPa，则由此引入不拟定度为：
MPa
预计不可靠度为10％，其自由度为。

4、合成原则不拟定度评估
4.1敏捷系数
数学模型，由于输入量和彼此独立不有关，则敏捷系数

4.2不拟定度汇总表
原则不拟定度分量
不拟定度来源
原则不拟定度

││

压力表
0.0078

33

压力表重复性
0.0053
1
0.0053
9

压力表估读
0.0058
1
0.0058
50

原则器示值误差
0.00046
-1
0.00046
50

4.3 合成原则不拟定度计算
由于输入量和彼此独立不有关，因此合成原则不拟定度可以按照下式得到
MPa
其有效自由度为
5、扩展不拟定度评估
取值信概率=95%,按有效自由度,查t分布表得到
扩展不拟定度为
MPa（）
6.扩展不拟定度报告与表达
MPa，，

B.数字压力计测量不拟定度评估
1、概述
1.1技术根据：JJG875-《数字压力计检定规程》。
1.2环境条件：温度：（18~22）℃，湿度≤85%
1.3测量原则：0.05级活塞式真空压力计
1.4被测对象：0.2级及如下级别数字压力计
1.5测量过程： 数字压力计检定，是依照流体静力学原理，采用直接比较法进行，依照检定规程，将数字压力计安装到活塞压力计上，当整个加压系统平衡时，读取被检数字压力计示值，数字压力计批示压力值与活塞压力计产生压力值之差即为压力表达值误差。
2、数学模型

式中——示值误差，MPa；
—被检弹簧管式压力表达值， MPa；
—原则活塞压力示值，MPa；
3、不拟定度评估
3.1输入量不拟定度重要来源于数字压力计重复性和辨别力。
3.1.1数字压力计重复性引入不拟定度。对（型号：YBS-C2；精确度级别：0.2级；量程：0MPa～1MPa）数字压力表1MPa处进行10次独立重复测量,测量成果如下:
序号
测得值（MPa）
1
0.9992
2
0.9993
3
1.0007
4
1.0002
5
1.0001
6
1.0000
7
1.0000
8
1.0001
9
1.0000
10
0.9995
由贝塞尔公式 ： =
得到单次测得值实验原则差 =0.00045，，则由数字压力计重复性引入原则不拟定度为：
MPa，自由度=9
3.1.2数字压力计辨别力引入不拟定度。对（型号：YBS-C2；精确度级别：0.2级；量程：0MPa～1MPa）数字压力表，其辨别力为0.0001MPa，则由其辨别力引入不拟定度为
MPa
预计不可靠度为10%，期自由度=50
由于和互相独立不有关，怎合成原则不拟定度可以由下式得到
MPa
自由度
3.2输入量不拟定度重要来源于原则器示值误差。
由JJG59-知0.05级活塞式真空压力计在1MPa测量点示值误差为±（0.05%×1.0）MPa,区间半宽为0.0005MPa，则由此引入不拟定度分量为：
MPa
预计不可靠度为10％，其自由度为。
4、合成原则不拟定度评估
4.1敏捷系数
由数学模型，由于和彼此独立不有关，则敏捷系数

4.2不拟定度汇总表
原则不拟定度分量
不拟定度来源
原则不拟定度

││

被检数字压力计
0.0046
1
0.0046
9

数字压力计重复性
0.00045

9

数字压力计辨别力
0.000029

50

原则器示值误差
0.00029
-1
0.00029
50
4.3原则不拟定度合成
由于和彼此独立不有关，则原则不拟定度可以由下式合成
MPa
有效自由度
5、扩展不拟定度评估
取值信概率=95%,按有效自由度,查t分布表得到
扩展不拟定度为
MPa（）
6.扩展不拟定度报告与表达
MPa，，

C.压力变送器测量不拟定度评估
1、概述
1.1技术根据：JJG882-《压力变送器》。
1.2环境条件：温度：（15~25）℃，湿度：45%RH≤75%RH
1.3测量原则：0.05级活塞式真空压力计；
1.4被测对象：压力变送器
2、数字模型：

式中：—被检变送器输出电流示值误差mA
I—变送器输出电流值mA
—变送器输出电流量程mA
—变送器输入压力值MPa（kPa）
—变送器输入压力量限MPa（kPa）
—变送器输出电流下限值mA
3、不拟定度评估
3.1输入量I原则不拟定度评估
输入量I被原则不拟定度来源重要为电流测量不重复性以及电流测量设备示值误差对测量成果影响。
3.1.1电流测量重复性引入不拟定度
选典型测量范畴（0～16）Mpa压力变送器进行测量10次测量，测量成果如下：
序号
测
量
值
（mA）
测量点

0
4
8
12
16
1
3.998
7.999
12.000
16.001
20.001
2
3.998
8.004
12.005
16.004
19.985
3
3.993
8.004
11.995
15.990
19.995
4
3.997
7.998
12.000
15.999
19.990
5
3.995
8.005
12.006
16.009
19.995
6
3.997
8.006
11.995
16.001
19.986
7
3.997
7.998
11.995
16.005
19.982
8
4.002
8.000
11.995
15.994
19.997
9
4.004
7.999
11.997
16.002
19.995
10
3.997
8.010
12.014
16.000
19.990
实验原则差
0.0032
0.0041
0.0064
0.0054
0.0060
取数值较大实验原则差计算，则由测量重复性引入原则不拟定度为:
=0.0064mA 自由度
3.1.2数字多用表电流测量示值误差引入不拟定度
电测设备选用741B，依照计量检定证书,其直流电流测量不拟定度为，则：
mA
不可靠限度估为10%,则自由度
由于、互相独立，则合成原则不拟定度为：
mA
自由度
3.2输入量原则不拟定度标评估：
输入量P原则不拟定标重要由活塞压力计示值误差引入。
活塞压力计符合0.05%级，由此引入原则不拟定度为
mA
不可靠限度估为10%,则自由度

4、不拟定度合成
4.1敏捷系数
由数学模型得到

4.2测量不拟定度汇总表
符号
不拟定度来源
原则不确
定度
敏捷
系数
|Ci|×ui
自由度

被测仪表
0.0065
1
0.0065
53

输出电流测量不重复性
0.0064

9

直流电流表电流测量不拟定度
0.0012

50

原则器
0.0046
-1
0.0046
50
4.3合成原则不拟定度
mA

4.4合成不拟定度有效自由度计算
取整数
5、扩展不拟定度计算
取值信概率=95%,按有效自由度,查t分布表得到，扩展不拟定度为

6、相对扩展不拟定度表达
，

十、计量原则测量不拟定度验证
用本装置用和贵州航天计量测试技术研究所实验室检定同一数字式压力表（型号：YBS-C2；精确度级别：0.2级；量程：0MPa～1MPa），1MPa检定成果如下：
MPa；MPa；
MPa；MPa
MPa
由以上计算懂得，＜,计量原则测量不拟定度得到验证

十一、结论
通过以上分析及验证，该装置符合JJG875-《数字压力计检定规程》、JJG 52－《弹性元件式普通压力表，压力真空表和真空表》及《计量原则考核规范》 JJF1033-对原则器规定，可进行0.2级及如下级别压力表检定工作。

十二、附加阐明
参照文献：
JJG875-《数字压力计检定规程》
JJG 52－《弹性元件式普通压力表，压力真空表和真空表》
JJF1033-《计量原则考核规范》
JJF1059.1—《测量不拟定度评估与表达》
JJG 59- 《活塞式压力计检定规程》