二等活塞式壓力計標準裝置技術報告

計量標準技術報告 計量標準名稱：二等活塞式壓力計標準裝置建立計量標準單位：神華神東電力煤制油自備熱電廠計量標準負責人：楊少君籌建起止日期：2007年05月說 明 1. 申請建立計量標準應填寫計量標準技術報告。計量標準考核合格后由申請單位存檔。 2.計量標準技術報告由計量標準負責人填寫。 3.計量標準技術報告用計算機打印或墨水筆填寫，要求字跡工整清晰。目 錄一、計量標準的工作原理及其組成-( 1 )二、選用的計量標準器及主要配套設備-( 2 )三、計量標準的主要技術指標-( 3 )四、環(huán)境條件-( 3 )五、計量標準的量值溯源和傳遞框圖-( 4 )六、計量標準的測量重復性考核-( 5 )七、計量標準的穩(wěn)定性考核-( 6 )八、測量不確定度評定-( 7 )九、計量標準的測量不確定度驗證-( 9 )十、結論-(10)十一、附加說明-(10)一、計量標準的工作原理及其組成 活 塞 活塞壓力計 檢定表 砝碼 被檢表接頭 加壓泵1、 活塞式壓力計是根據流體靜力學的力平衡原理和以帕斯卡定律為基礎來進行壓力測量的，一種力是由所測壓力產生的，另一種力是由放在承重盤上的砝碼產生的，這兩種力相平衡時，根據砝碼的重量即可計算出被測的壓力值。二、選用的計量標準器及主要配套設備 計 量 標 準 器名 稱型 號測量范圍不確定度或準確度等級或最大允許誤差制造廠及出廠編號檢定證書號二等活塞式壓力計YS600（160）MPa0.05%西安儀表廠06.134電科院熱YS字第2007-028號砝碼YS600（160）MPa0.05%西安儀表廠06.134電科院熱YS字第2007-028號 主 要 配 套 設 備精密壓力表YB-160（0100）MPa0.4級上儀0605069秒表DM1-00124小時1.0級上海星鉆2006056水平儀300mm（05）0.02mm/m上海2# 數字多用表34970A(0100)mA (0100) mV0.01級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級北量599460 三、計量標準的主要技術指標1. 測量范圍 （160）MPa 2. 精度等級0.05級3. 最小分度值1.0MPa4. 單位MPa5. 活塞公稱面積 0.1cm26. 底盤及活塞 公稱質量 0.5Kg 產生的壓力1MPa7. 專用砝碼 公稱質量 0.5Kg 產生的壓力1MPa 數量4個 公稱質量 2.5Kg 產生的壓力5MPa 數量11個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 目要 求實際情況結論溫 度(202)(202)符合要求濕 度(4575)%RH(4575)%RH符合要求外磁場影響無磁場無磁場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、計量標準的量值溯源和傳遞框圖上 一級計量器具 檢定方法：比較法基(標)準名稱：一等活塞壓力計測量范圍：（160）MPa溯源單位： 內蒙電力科學研究院 準確度等級： 0.02級本單位計量器具 檢定/校準方法：比較法計量標準名稱：二等活塞壓力計測量范圍： （160）MPa不確定度或準確度等級或 最大允許誤差：0.05級下一級計量器具計量器具名稱：0.2級及以下彈簧管式精密壓力表、壓力變送器測量范圍：（160）MPa 活塞主要技術指標1、 標準裝置密封性測試要求：對左右接口分別加壓75Mpa，進行10分鐘密封性試驗，后5分鐘檢查結果。結果：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。結論：標準裝置密封性合格2、 承重底盤平面對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，實測氣泡偏離中心位置不大于4。結論：垂直度合格3、 活塞轉動延時時間測試要求：在負荷壓力30Mpa下，使活塞以（201）r/10S的初始角速度按順時針方向自由轉動，自開始轉動至完全停止的時間間隔為活塞延續(xù)時間，活塞轉動延續(xù)時間大于5min。測量次數123測量結果6min44s6min36s6min19s平均值6min33s結論合格4、 活塞下降速度的測試要求：在負荷壓力60Mpa下，將專用砝碼放在壓力計承重底盤上，然后用手輪造壓使活塞處于工作位置，關閉活塞下部閥門，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針方向自由轉動，耐壓約2min，再觀察百分表指針移動距離，并同時用秒表測量時間，每次測量時間不少于1min測量3次，最大值不超過1.5mm/min。測量次數123測量結果mm/min0.120.130.11最大值mm/min0.13結論合格六、計量標準的測量重復性考核 選用一塊穩(wěn)定性高重復性好的量程為（040）Mpa，精度等級為0.25級，分度值為0.02Mpa的精密壓力表(編號2007.1.812)做被測對象，按規(guī)程要求用本標準裝置在其測量上限值的90%點處，選32MPa作為檢定點測量10次。每次檢定結束后將壓力降為零，重新調整活塞壓力計的水平，再進行下一次檢定，并計算出檢定結果的標準偏差S，作為本標準裝置的檢定重復性實測數據。檢定次序檢定結果（MPa）平均值標準偏差S結論131.98031.983Mpa=0.012935Mpa標準偏差的實際值Sn=0.013029Mpa本標準裝置的測量重復性符合要求。231.980331.990431.990531.994631.996731.998831.998932.0001032.002 七、計量標準的穩(wěn)定性考核選用一塊穩(wěn)定性高重復性好的量程為（040）MPa，精度等級為0.25級，分度值為0.02MPa的精密壓力表（編號2007.1.812）做為被檢對象，按檢定規(guī)程要求，用本標準裝置在其量程上限處，等精度重復檢定10次做為1組數據，并取其算術平均值做為該組的測量結果，每年進行一組檢定，共檢定5次，并計算出這5組數據中的最大值與最小值之差，將其做為本裝置的穩(wěn)定性考核實測數據，其最大值應小于最大允許誤差0.10Mpa 時間10次測量平均值（MPa）結論2006.131.9905組考核數據的最大值-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、計量標準的不確定度評定1、 A類不確定度分析選取32MPa測量點檢定次序檢定結果（MPa）平均值標準偏差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 數學模型：標準活塞壓力計由活塞系統(tǒng)、專用砝碼,以及配套設備組成,數學模型為: P = mg/ A (1 - k/f ) 式中:P 標準活塞式壓力計的數值(Pa) ;m 專用砝碼質量(kg) ;A 活塞有效面積(m2) ;g 使用地點的重力加速度(m/ s2) ;k 使用環(huán)境下的空氣密度(kg/ m3) ;2.3不確定度來源:3. 1 活塞有效面積的測量不確定度分量U1rel ;3. 2 專用砝碼質量的測量不確定度分量U2rel ;3. 3 環(huán)境溫度引起的測量不確定度分量U3rel ;3. 4 重力加速度測量不確定度分量U4 rel ;3. 5 空氣浮力引起的測量不確定度分量U5rel ;3. 6 活塞系統(tǒng)的靈敏閾引起的測量不確定度分量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引入的不確定度分量U7 rel3.8 活塞不垂直性及調整不準引入的不確定度分量U8 rel 2.4 標準不確定度評定2.4.1 活塞有效面積的測量不確定度分量U1rel按檢定規(guī)程要求,二等標準活塞式壓力計給出的擴展不確定度為0. 02 % ,該項不確定度分量服從正態(tài)分布,其標準測量不確定度為:U1 rel = 0. 02 %/ 3 = 0. 006 7 %2.4.2專用砝碼質量的測量不確定度分量U2rel按檢定規(guī)程規(guī)定,專用砝碼質量的擴展不確定度為0. 02 % ,該項不確定度分量服從正態(tài)分布,因此,其測量不確定度分量為: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展不確定度為0. 001 % ,按均勻分布其標準不確定度為: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重力加速度與實際使用地點未必一致,因此,在實際工作中, 重力加速度的實際值與證書上給出的誤差通常0. 000 1m/ s2 范圍內(二等) ,因此重力加速度的擴展不確定度為0. 01 % ,按均勻分布,其標準不確定度分量為: 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量是指空氣密度k( kg/ m3) ,鋼f = 7 800 kg/ m3 ,鋁f = 2 700 kg/ m3 ,來修正的。當專用砝碼的材料為鋼時,該項因素引起的擴展不確定度為0. 000 28 %按均勻分布,其標準不確定度分量為: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標準活塞式壓力計的靈敏閾是因活塞有效面積、測量范圍和準確度等級的不同而不同的。按檢定證書給出的值,活塞系統(tǒng)靈敏閾引起測量壓力的擴展不確定度為0. 0049 % ,該項不確定度分量符合均勻分布,其標準不確定度分量為: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引入的誤差為0.0004, ,該項不確定度分量符合均勻分布,其標準不確定度分量為:U7 rel = 0. 0004/ 3 = 0. 000132.4.8活塞不垂直性及調整不準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)定二等活塞壓力計允許允許偏差5,按最大偏差計算，由此產生的誤差該項不確定度分量符合均勻分布,其標準不確定度分量為: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、計量標準的測量不確定度驗證 選一塊穩(wěn)定性高重復性好的（040）MPa精密壓力表做被檢對象，用本標準裝置按照規(guī)定的檢定項目進行檢定，檢定誤差中的最大值記為y，再將此精密壓力表送上級計量檢定機構檢定，檢定誤差中的最大值為y0，將檢定結果填入下表，并求出二者的差值y-y0，若y-y0小于總不確定度的分析U.此標準裝置的總不確定度合格。上級檢