二等活塞式壓力計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置技術(shù)報(bào)告

計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)報(bào)告 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)名稱：二等活塞式壓力計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)單位：神華神東電力煤制油自備熱電廠計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人：楊少君籌建起止日期：2007年05月說(shuō) 明 1. 申請(qǐng)建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)填寫計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)報(bào)告。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核合格后由申請(qǐng)單位存檔。 2.計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)報(bào)告由計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人填寫。 3.計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)報(bào)告用計(jì)算機(jī)打印或墨水筆填寫，要求字跡工整清晰。目 錄一、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的工作原理及其組成-( 1 )二、選用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器及主要配套設(shè)備-( 2 )三、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)指標(biāo)-( 3 )四、環(huán)境條件-( 3 )五、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的量值溯源和傳遞框圖-( 4 )六、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量重復(fù)性考核-( 5 )七、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核-( 6 )八、測(cè)量不確定度評(píng)定-( 7 )九、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量不確定度驗(yàn)證-( 9 )十、結(jié)論-(10)十一、附加說(shuō)明-(10)一、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的工作原理及其組成 活 塞 活塞壓力計(jì) 檢定表 砝碼 被檢表接頭 加壓泵1、 活塞式壓力計(jì)是根據(jù)流體靜力學(xué)的力平衡原理和以帕斯卡定律為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行壓力測(cè)量的，一種力是由所測(cè)壓力產(chǎn)生的，另一種力是由放在承重盤上的砝碼產(chǎn)生的，這兩種力相平衡時(shí)，根據(jù)砝碼的重量即可計(jì)算出被測(cè)的壓力值。二、選用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器及主要配套設(shè)備 計(jì) 量 標(biāo) 準(zhǔn) 器名 稱型 號(hào)測(cè)量范圍不確定度或準(zhǔn)確度等級(jí)或最大允許誤差制造廠及出廠編號(hào)檢定證書號(hào)二等活塞式壓力計(jì)YS600（160）MPa0.05%西安儀表廠06.134電科院熱YS字第2007-028號(hào)砝碼YS600（160）MPa0.05%西安儀表廠06.134電科院熱YS字第2007-028號(hào) 主 要 配 套 設(shè) 備精密壓力表YB-160（0100）MPa0.4級(jí)上儀0605069秒表DM1-00124小時(shí)1.0級(jí)上海星鉆2006056水平儀300mm（05）0.02mm/m上海2# 數(shù)字多用表34970A(0100)mA (0100) mV0.01級(jí)SCANDURA7367兆歐表VC60B(2501000)V/2GR:0.5%1%,k=3;U:2%,k=3;深圳勝利百分表0.01mm(0-10)mm0.1級(jí)北量599460 三、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)指標(biāo)1. 測(cè)量范圍 （160）MPa 2. 精度等級(jí)0.05級(jí)3. 最小分度值1.0MPa4. 單位MPa5. 活塞公稱面積 0.1cm26. 底盤及活塞 公稱質(zhì)量 0.5Kg 產(chǎn)生的壓力1MPa7. 專用砝碼 公稱質(zhì)量 0.5Kg 產(chǎn)生的壓力1MPa 數(shù)量4個(gè) 公稱質(zhì)量 2.5Kg 產(chǎn)生的壓力5MPa 數(shù)量11個(gè)8. 工作液體 蓖麻油9. 密封性 后5分鐘下降3.75 MPa四、環(huán)境條件項(xiàng) 目要 求實(shí)際情況結(jié)論溫 度(202)(202)符合要求濕 度(4575)%RH(4575)%RH符合要求外磁場(chǎng)影響無(wú)磁場(chǎng)無(wú)磁場(chǎng)符合要求防震防震防震符合要求防干擾防干擾防干擾符合要求防塵防塵防塵符合要求五、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的量值溯源和傳遞框圖上 一級(jí)計(jì)量器具 檢定方法：比較法基(標(biāo))準(zhǔn)名稱：一等活塞壓力計(jì)測(cè)量范圍：（160）MPa溯源單位： 內(nèi)蒙電力科學(xué)研究院 準(zhǔn)確度等級(jí)： 0.02級(jí)本單位計(jì)量器具 檢定/校準(zhǔn)方法：比較法計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)名稱：二等活塞壓力計(jì)測(cè)量范圍： （160）MPa不確定度或準(zhǔn)確度等級(jí)或 最大允許誤差：0.05級(jí)下一級(jí)計(jì)量器具計(jì)量器具名稱：0.2級(jí)及以下彈簧管式精密壓力表、壓力變送器測(cè)量范圍：（160）MPa 活塞主要技術(shù)指標(biāo)1、 標(biāo)準(zhǔn)裝置密封性測(cè)試要求：對(duì)左右接口分別加壓75Mpa，進(jìn)行10分鐘密封性試驗(yàn)，后5分鐘檢查結(jié)果。結(jié)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。結(jié)論：標(biāo)準(zhǔn)裝置密封性合格2、 承重底盤平面對(duì)活塞中心線或承重桿中心線垂直度檢查 要求：氣泡偏離中心位置不大于5，實(shí)測(cè)氣泡偏離中心位置不大于4。結(jié)論：垂直度合格3、 活塞轉(zhuǎn)動(dòng)延時(shí)時(shí)間測(cè)試要求：在負(fù)荷壓力30Mpa下，使活塞以（201）r/10S的初始角速度按順時(shí)針方向自由轉(zhuǎn)動(dòng)，自開始轉(zhuǎn)動(dòng)至完全停止的時(shí)間間隔為活塞延續(xù)時(shí)間，活塞轉(zhuǎn)動(dòng)延續(xù)時(shí)間大于5min。測(cè)量次數(shù)123測(cè)量結(jié)果6min44s6min36s6min19s平均值6min33s結(jié)論合格4、 活塞下降速度的測(cè)試要求：在負(fù)荷壓力60Mpa下，將專用砝碼放在壓力計(jì)承重底盤上，然后用手輪造壓使活塞處于工作位置，關(guān)閉活塞下部閥門，在專用砝碼中心處放置百分表，使表的觸頭升高（3-5）mm，然后約以（30-60）r/min的初始角速度使活塞按順時(shí)針方向自由轉(zhuǎn)動(dòng)，耐壓約2min，再觀察百分表指針移動(dòng)距離，并同時(shí)用秒表測(cè)量時(shí)間，每次測(cè)量時(shí)間不少于1min測(cè)量3次，最大值不超過1.5mm/min。測(cè)量次數(shù)123測(cè)量結(jié)果mm/min0.120.130.11最大值mm/min0.13結(jié)論合格六、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量重復(fù)性考核 選用一塊穩(wěn)定性高重復(fù)性好的量程為（040）Mpa，精度等級(jí)為0.25級(jí)，分度值為0.02Mpa的精密壓力表(編號(hào)2007.1.812)做被測(cè)對(duì)象，按規(guī)程要求用本標(biāo)準(zhǔn)裝置在其測(cè)量上限值的90%點(diǎn)處，選32MPa作為檢定點(diǎn)測(cè)量10次。每次檢定結(jié)束后將壓力降為零，重新調(diào)整活塞壓力計(jì)的水平，再進(jìn)行下一次檢定，并計(jì)算出檢定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差S，作為本標(biāo)準(zhǔn)裝置的檢定重復(fù)性實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。檢定次序檢定結(jié)果（MPa）平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差S結(jié)論131.98031.983Mpa=0.012935Mpa標(biāo)準(zhǔn)偏差的實(shí)際值Sn=0.013029Mpa本標(biāo)準(zhǔn)裝置的測(cè)量重復(fù)性符合要求。231.980331.990431.990531.994631.996731.998831.998932.0001032.002 七、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核選用一塊穩(wěn)定性高重復(fù)性好的量程為（040）MPa，精度等級(jí)為0.25級(jí)，分度值為0.02MPa的精密壓力表（編號(hào)2007.1.812）做為被檢對(duì)象，按檢定規(guī)程要求，用本標(biāo)準(zhǔn)裝置在其量程上限處，等精度重復(fù)檢定10次做為1組數(shù)據(jù)，并取其算術(shù)平均值做為該組的測(cè)量結(jié)果，每年進(jìn)行一組檢定，共檢定5次，并計(jì)算出這5組數(shù)據(jù)中的最大值與最小值之差，將其做為本裝置的穩(wěn)定性考核實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，其最大值應(yīng)小于最大允許誤差0.10Mpa 時(shí)間10次測(cè)量平均值（MPa）結(jié)論2006.131.9905組考核數(shù)據(jù)的最大值-最小值=31.996-31.990=0.006允許誤差：0.10Mpa 0.0060.10合格2006.231.9902006.331.9902006.431.9962006.531.996八、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度評(píng)定1、 A類不確定度分析選取32MPa測(cè)量點(diǎn)檢定次序檢定結(jié)果（MPa）平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差SnUarel131.97031.990MPa=0.013029MPa Sn/32=0.000407231.980331.982431.972531.994631.996731.996832.000932.0041032.0062、B類不確定度分析2.1. 檢定方法和程序：2.2 數(shù)學(xué)模型：標(biāo)準(zhǔn)活塞壓力計(jì)由活塞系統(tǒng)、專用砝碼,以及配套設(shè)備組成,數(shù)學(xué)模型為: P = mg/ A (1 - k/f ) 式中:P 標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)的數(shù)值(Pa) ;m 專用砝碼質(zhì)量(kg) ;A 活塞有效面積(m2) ;g 使用地點(diǎn)的重力加速度(m/ s2) ;k 使用環(huán)境下的空氣密度(kg/ m3) ;2.3不確定度來(lái)源:3. 1 活塞有效面積的測(cè)量不確定度分量U1rel ;3. 2 專用砝碼質(zhì)量的測(cè)量不確定度分量U2rel ;3. 3 環(huán)境溫度引起的測(cè)量不確定度分量U3rel ;3. 4 重力加速度測(cè)量不確定度分量U4 rel ;3. 5 空氣浮力引起的測(cè)量不確定度分量U5rel ;3. 6 活塞系統(tǒng)的靈敏閾引起的測(cè)量不確定度分量U6rel 。3.7 活塞下端面與被檢表中心不在同一水平面的液柱差修正不準(zhǔn)引入的不確定度分量U7 rel3.8 活塞不垂直性及調(diào)整不準(zhǔn)引入的不確定度分量U8 rel 2.4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定2.4.1 活塞有效面積的測(cè)量不確定度分量U1rel按檢定規(guī)程要求,二等標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)給出的擴(kuò)展不確定度為0. 02 % ,該項(xiàng)不確定度分量服從正態(tài)分布,其標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量不確定度為:U1 rel = 0. 02 %/ 3 = 0. 006 7 %2.4.2專用砝碼質(zhì)量的測(cè)量不確定度分量U2rel按檢定規(guī)程規(guī)定,專用砝碼質(zhì)量的擴(kuò)展不確定度為0. 02 % ,該項(xiàng)不確定度分量服從正態(tài)分布,因此,其測(cè)量不確定度分量為:U2 rel = 0. 002 %/ 3 = 0. 006 7 %在工作中,專用砝碼是組合使用的,正常情況下應(yīng)小于該值。2.4.3環(huán)境溫度引起的不確定度分量U3 rel按檢定規(guī)程規(guī)定,溫度范圍在20 5 ,檢定證書給出的活塞有效面積是20 時(shí)的值,活塞是軸承鋼制造的= 11 10 - 6/ 由此引起活塞有效面積擴(kuò)展不確定度為0. 001 % ,按均勻分布其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:U3 rel = 0. 001 %/ 3 = 0. 006 4 %2.4.4 重力加速度的不確定度分量U4 rel檢定證書給出的儀器使用地點(diǎn)重力加速度與實(shí)際使用地點(diǎn)未必一致,因此,在實(shí)際工作中, 重力加速度的實(shí)際值與證書上給出的誤差通常0. 000 1m/ s2 范圍內(nèi)(二等) ,因此重力加速度的擴(kuò)展不確定度為0. 01 % ,按均勻分布,其標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為: U4 rel = 0. 01 %/ 3 = 0. 000 06 = 0. 006 %2.4.5 空氣浮力引起的不確定度分量U5 rel檢定規(guī)程給出的專用砝碼質(zhì)量是指空氣密度k( kg/ m3) ,鋼f = 7 800 kg/ m3 ,鋁f = 2 700 kg/ m3 ,來(lái)修正的。當(dāng)專用砝碼的材料為鋼時(shí),該項(xiàng)因素引起的擴(kuò)展不確定度為0. 000 28 %按均勻分布,其標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為:U5 rel = 0. 000 28 %/ 3 = 0. 000 16 %2.4.6活塞系統(tǒng)的靈敏閾引起的不確定度分量U6 rel標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)的靈敏閾是因活塞有效面積、測(cè)量范圍和準(zhǔn)確度等級(jí)的不同而不同的。按檢定證書給出的值,活塞系統(tǒng)靈敏閾引起測(cè)量壓力的擴(kuò)展不確定度為0. 0049 % ,該項(xiàng)不確定度分量符合均勻分布,其標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為:U6 rel = 0. 004 9 %/ 3 = 0. 002 8 %2.4.7 活塞下端面與被檢表中心不在同一水平面的液柱差修正不準(zhǔn)引入的不確定度分量U7 rel活塞下端面與被檢表中心不在同一水平面的液柱差修正不準(zhǔn)引入的誤差為0.0004, ,該項(xiàng)不確定度分量符合均勻分布,其標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為:U7 rel = 0. 0004/ 3 = 0. 000132.4.8活塞不垂直性及調(diào)整不準(zhǔn)引入的不確定度分量U8 rel由于不垂直引起的誤差為：，按規(guī)程規(guī)定二等活塞壓力計(jì)允許允許偏差5,按最大偏差計(jì)算，由此產(chǎn)生的誤差該項(xiàng)不確定度分量符合均勻分布,其標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為:U8rel=1.0610-6/3=3.510-73 不確定度urel=0.000454 總不確定度U 取置倍因子K=2 U=kurel=0.0009 九、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量不確定度驗(yàn)證 選一塊穩(wěn)定性高重復(fù)性好的（040）MPa精密壓力表做被檢對(duì)象，用本標(biāo)準(zhǔn)裝置按照規(guī)定的檢定項(xiàng)目進(jìn)行檢定，檢定誤差中的最大值記為y，再將此精密壓力表送上級(jí)計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)檢定，檢定誤差中的最大值為y0，將檢定結(jié)果填入下表，并求出二者的差值y-y0，若y-y0小于總不確定度的分析U.此標(biāo)準(zhǔn)裝置的總不確定度合格。上級(jí)檢