電力機(jī)車(chē)BC11003型壓力傳感器、壓力表試驗(yàn)臺(tái)溯源方法的探討
隨著鐵路運(yùn)輸綜合性檢測(cè)設(shè)備的大量應(yīng)用，對(duì)它們的溯源方法的研究成為目 前鐵路計(jì)量工作中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。本文對(duì)電力機(jī)車(chē)BC11003型壓力傳感器、壓力表試驗(yàn)臺(tái) 校準(zhǔn)方案的設(shè)計(jì)、溯源設(shè)備和校準(zhǔn)方法的選擇進(jìn)行了探討。
1.概述
近年來(lái)，隨著鐵路技術(shù)的快速發(fā)展，靠人為操 作檢測(cè)設(shè)備讀取數(shù)據(jù)的機(jī)會(huì)越來(lái)越少，靠計(jì)算機(jī)自 動(dòng)讀取數(shù)據(jù)的檢測(cè)結(jié)果越來(lái)越多。隨著我局電力 機(jī)車(chē)的運(yùn)用、檢修工作的逐步展開(kāi)，大量新配備的 綜合性檢測(cè)設(shè)備也陸續(xù)通過(guò)驗(yàn)收、投人使用，對(duì)它 們的溯源方法的研究成為目前計(jì)量工作中的一項(xiàng) 重要內(nèi)容?，F(xiàn)對(duì)電力機(jī)車(chē)BC11003型壓力傳感 器、壓力表試驗(yàn)臺(tái)校準(zhǔn)方案的設(shè)計(jì)、溯源設(shè)備和校 準(zhǔn)方法的選擇進(jìn)行探討。
2.校準(zhǔn)方案的設(shè)計(jì)
BC11003壓力傳感器、壓力表試驗(yàn)臺(tái)適用范圍 為:各型電力機(jī)車(chē)的彈簧管式單、雙機(jī)械壓力表， GY - 10 壓力傳感器、CY -YZ- 10、CZY1、CY. YZ -1壓力變送器及配套儀表的單校及聯(lián)校。本系 統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制,完成測(cè)試功能的自動(dòng)切 換，模擬量的信號(hào)輸入與輸出。本校準(zhǔn)過(guò)程主要針 對(duì)BC11003試驗(yàn)臺(tái)的顯示部分和壓力/電壓轉(zhuǎn)換 部分即AK-4型壓力傳感器兩大部分進(jìn)行校準(zhǔn)。 校準(zhǔn)方案設(shè)計(jì)參照多功能儀器儀表的檢定（校 準(zhǔn)），對(duì)BC11003型試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行分項(xiàng)校準(zhǔn)、綜合評(píng) 定,力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)的科學(xué)合理、快捷準(zhǔn)確。
3.技術(shù)參數(shù)論證
3.1試驗(yàn)臺(tái)技術(shù)參數(shù) ' (1)壓力顯示范圍:0?4.000 MPa;
分辨率:0.001 MPa；
電壓模擬范圍:0~10_000 V;
探討
分辨率:0_001 V；
電流模擬范圍:0 ~ 20.000 mA;
分辨率:0.001 mA；
精度等級(jí):0.1級(jí)。
溯源設(shè)備的的選擇及技術(shù)參數(shù)
溯源設(shè)備的選擇，要綜合考慮準(zhǔn)確性、經(jīng)濟(jì)性、 使用環(huán)境及測(cè)量范圍等因素。溯源設(shè)備的測(cè)量范 圍應(yīng)為被校準(zhǔn)量上限值1 ~ 1.25倍;準(zhǔn)確度要求一 般應(yīng)高于被校準(zhǔn)設(shè)備。本試驗(yàn)臺(tái)機(jī)械壓力表部分， AK-4型壓力傳感器的準(zhǔn)確度為±0.5% FS，被檢 機(jī)車(chē)壓力表的準(zhǔn)確度等級(jí)為1.6級(jí)，選定準(zhǔn)確度等 級(jí)為0.25級(jí)的精密壓力表進(jìn)行校準(zhǔn)。配套儀表校 驗(yàn)部分，試驗(yàn)臺(tái)電壓分辨力為0.01 V，電流分辨力 為0.01 mA，可選用準(zhǔn)確度等級(jí)為0.03%數(shù)字萬(wàn)用 表進(jìn)行校準(zhǔn)。壓力傳感器校準(zhǔn)部分，選定準(zhǔn)確度等 級(jí)為0_ 05%的D030 - EG三用表校驗(yàn)儀作為標(biāo)準(zhǔn) 電壓或標(biāo)準(zhǔn)電流的輸人。對(duì)AK - 4型壓力傳感器 進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)選用準(zhǔn)確度等級(jí)為0.03%臺(tái)式數(shù)字萬(wàn) 用表進(jìn)行校準(zhǔn)。
4.校準(zhǔn)方法
在進(jìn)行各項(xiàng)校準(zhǔn)之前，應(yīng)首先對(duì)AK-4型壓 力傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)。傳感器1、4接口連接24 V電 源，2、3接口并入臺(tái)式數(shù)字萬(wàn)用表，壓力校驗(yàn)器上 安裝0.25級(jí)(0~6)MPa精密壓力表，壓力校驗(yàn)器 造壓，精密壓力表壓力值（MPa)與數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)得 電壓(V)對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1。
4.1機(jī)械壓力表校驗(yàn)部分的校準(zhǔn)
計(jì)算機(jī)啟動(dòng)，雙擊桌面上“機(jī)械表”圖標(biāo)，計(jì)算 機(jī)進(jìn)人彈簧管式壓力表校驗(yàn)界面。將0.25級(jí)(0~ 1.6) MPa精密壓力表與校驗(yàn)器連接好，順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 壓力校驗(yàn)器手輪，精密壓力表與試驗(yàn)臺(tái)面板液晶顯 示壓力一起上升，根據(jù)表2中標(biāo)準(zhǔn)值，點(diǎn)擊保存每 一校驗(yàn)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)傳感器測(cè)得值，比較兩者各點(diǎn)上的 指示值，即可得到誤差值。
誤差分析參考JJG52 - 1999《彈簧式一般壓力 表真空表檢定規(guī)程》。
4.2配套儀表校驗(yàn)部分的校準(zhǔn)
單擊“儀表校驗(yàn)”圖標(biāo),進(jìn)人壓力傳感器配套 儀表校驗(yàn)界面。將0.03%數(shù)字萬(wàn)用表接到配套儀 表接口的測(cè)試位2，用鼠標(biāo)拖動(dòng)“手動(dòng)輸出”，在0. 03%數(shù)字萬(wàn)用表分別顯示0 V、0.4 V、0.8 V、1.2 V、1.6 V和2 V(標(biāo)準(zhǔn)值)時(shí),點(diǎn)擊保存標(biāo)準(zhǔn)傳感器 測(cè)得值，與對(duì)應(yīng)電壓或壓力值相比較，得到誤差。 如表3。
誤差分析參考JJG124 -2005《電流表、電壓表、功率表及電阻表檢定規(guī)程》。
4.3壓力傳感器部分的校準(zhǔn)
4.3.1電流型
單擊桌面上“壓力表-電壓電流型”圖標(biāo)，計(jì) 算機(jī)進(jìn)人電壓、電流型壓力變送器及配套儀表校驗(yàn) 主界面。選擇傳感器類(lèi)型（如電流型CZY-1(4- 20)mA)，單擊“傳感器校驗(yàn)”圖標(biāo),進(jìn)人電流型傳 感器校驗(yàn)界面。將D030 - EG三用表校驗(yàn)儀與試 驗(yàn)臺(tái)測(cè)試線（電流型）相連，三用表校驗(yàn)儀輸人一 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電流（mA)，液晶顯示屏上“傳感器/壓力” 部分顯示一對(duì)應(yīng)壓力（kPa)。對(duì)應(yīng)關(guān)系如表4。
4.3.2電壓型
單擊桌面上“壓力表-電壓電流型”圖標(biāo)，計(jì) 算機(jī)進(jìn)人電壓、電流型壓力變送器及配套儀表校驗(yàn) 主界面。選擇傳感器類(lèi)型（如電壓型CY.Y2-1(5 V)),單擊“傳感器校驗(yàn)”圖標(biāo)，進(jìn)人電壓型傳感器 校驗(yàn)界面。將D030-EG三用表校驗(yàn)儀與試驗(yàn)臺(tái) 測(cè)試線（電壓型）相連，三用表校驗(yàn)儀輸人一個(gè)標(biāo) 準(zhǔn)電壓(V),液晶顯示屏“傳感器/壓力”部分顯示 一對(duì)應(yīng)壓力（kPa)。對(duì)應(yīng)關(guān)系如表5。
4.4成套校驗(yàn)部分的校準(zhǔn)
單擊桌面上“壓力表-電壓電流型”圖標(biāo)，計(jì) 算機(jī)進(jìn)人電壓、電流型壓力變送器及配套儀表校驗(yàn) 主界面。選擇傳感器類(lèi)型（如電壓型CY.Y2-1(5 V))，單擊“成套校驗(yàn)”圖標(biāo)，進(jìn)人壓力傳感器及配 套儀表成套校驗(yàn)界面。將0.03%數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)試 線連接到配套儀表接口的測(cè)試位2,將D030 - EG 三用表校驗(yàn)儀與試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試線（電壓型）相連。壓 力校驗(yàn)器上安裝0. 25級(jí)(0 ~ 1. 6) MPa精密壓力 表。三用表校驗(yàn)儀分別輸出標(biāo)準(zhǔn)電壓0.4 V、0. 8 V、1.2 V、1.6 V及2 V，同時(shí)相對(duì)應(yīng)壓力校驗(yàn)器造 壓到 200 kPa、400 kPa、600 kPa、800 kPa 及 1 000 kPa時(shí)，比較液晶顯示屏上“傳感器/壓力”部分示 值。查看數(shù)字萬(wàn)用表所顯示的電壓值。如表6。
5.校準(zhǔn)結(jié)果處理
根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)及所使用溯源設(shè)備 準(zhǔn)確度等相關(guān)信息進(jìn)行不確定度計(jì)算，得到試驗(yàn)臺(tái) 的不確定度。將所得測(cè)量數(shù)據(jù)及不確定度填人校 準(zhǔn)證書(shū)。試驗(yàn)臺(tái)狀態(tài)的確認(rèn)按照使用要求及 JJF1094 - 2002《測(cè)量設(shè)備特性評(píng)定》。
經(jīng)各項(xiàng)參數(shù)校準(zhǔn)符合試驗(yàn)臺(tái)技術(shù)參數(shù)要求，出 具校準(zhǔn)證書(shū),加貼準(zhǔn)用標(biāo)識(shí)。不符合技術(shù)參數(shù)要 求，禁止使用，經(jīng)維修調(diào)試再次校準(zhǔn)。
6.復(fù)校時(shí)間間隔的確定
復(fù)校時(shí)間間隔的確定按照J(rèn)JF1139 -2005《計(jì) 量器具檢定周期確定原則和方法》的要求，根據(jù)此 試驗(yàn)臺(tái)的使用頻率，所校準(zhǔn)項(xiàng)目的年變化量及使用 者要求,復(fù)校時(shí)間間隔暫定一年。
