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一種精密壓力表標(biāo)準(zhǔn)裝置

發(fā)布時間:2018-05-17 09:08:14 瀏覽:

本文介紹一種各級計量部門及廠礦企事業(yè)單位進行壓力表、氧氣表和其他禁油類壓力表檢定工作較為理想和實用的計量標(biāo)準(zhǔn)裝置的組成和 基本工作原理和技術(shù)指標(biāo),通過一組試驗數(shù)據(jù)對其不確定度進行分析及驗證。

1 .前言

壓力表在各行各業(yè)中廣泛應(yīng)用,壓力表計量十分重 要和普及。尤其是某些使用環(huán)境條件惡劣的行業(yè),對壓 力表計量周期要求短、計量工作量大,計量測試時往往要 送檢,但送檢費用高,有的很遠不方便。因此建立一套簡 單實用的壓力表計量標(biāo)準(zhǔn)能有效提高工作效率和保證量 值傳遞準(zhǔn)確可靠。本文介紹一種各級計量部門及廠礦企 事業(yè)單位進行壓力表、氧氣表和其他禁油類壓力表檢定 工作較為理想和實用的計量標(biāo)準(zhǔn)裝置的組成和基本工作 原理及其不確定度分析。

2.工作原理及組成

本裝置由十五塊精密壓力表(見表1)組成,配套設(shè) 備為一臺壓力表、氧氣表兩用校驗器。


本裝置是根據(jù)帕斯卡定律,以流體靜力學(xué)的平衡原 理為基礎(chǔ)進行壓力計量的。本裝置采用油水分離法,通 過兩級油水分離裝置,用精密壓力表作為標(biāo)準(zhǔn),來校驗下 等級的壓力表和氧氣表。檢定時,利用壓力校驗器的手 動柱塞泵造壓并通過油管路和水管路傳遞壓力(水管路中被校氧氣表接頭專作檢定氧氣表及其他禁油類壓力表 用,油管路中接頭作連接標(biāo)準(zhǔn)壓力表和被校壓力表用), 將該壓力同時傳遞給精密壓力表和被測壓力表,使二者 在同一壓力下進行示值比對。系統(tǒng)原理圖見圖1。

3.主要技術(shù)指標(biāo)

(1)精密壓力表極限誤差:±0. 4 %

(2)測量范圍:0?60) MPa

(3)擴展不確定度:0. 30 %

4.數(shù)據(jù)采樣

將測量范圍為0?25) MPa分辯力為0. 2MPa,準(zhǔn)確度等級為0. 4級的精密壓力表安裝在試驗器標(biāo)準(zhǔn)壓力 表接頭上作為標(biāo)準(zhǔn)表。

將一塊測量范圍為0?25 ) MPa,分辯力為 0. 5MPa,準(zhǔn)確度等級為1. 5級的一般壓力表安裝在試驗 器被檢壓力表接頭上作為被檢表。

在環(huán)境條件:溫度:20 ±5) 相對濕度:小于 85 %,等溫2h以上;環(huán)境壓力:大氣壓,測量方法:通過升 壓和降壓兩個循環(huán),將被測壓力表在10Mpa點,與標(biāo)準(zhǔn) 表比較,逐點讀取被測壓力表示值,反復(fù)測量12次,各項 測值如表2所示。

5.不確定度分析

5. 1標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量評定

標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要有上一級標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計引入 的測量不確定度分量m、測量重復(fù)性引入的不確定度分 U2、溫度變化引起的不確定度分量U3、標(biāo)準(zhǔn)表估讀誤差引入的不確定度分量u4、數(shù)據(jù)修正引入的不確定度分 量屯五個分量,下面分別論述:

(1)由上一級標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計引入的測量不確定 度分量U1

上一級標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計為二等標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力 ,其準(zhǔn)確度等級為0. 05級,服從正態(tài)分布,則:

U1= 0. 05 % +2. 58 = 0. 019 %

(2)由測量重復(fù)性引入的不確定度分量U2

n

E(Xi- X)2

S =  =0.0135MPa

n - 1

不確定度用相對標(biāo)準(zhǔn)差表示:U2 = S/ 25 = 0. 054 %

(3)由溫度變化引起的不確定度分量U3

環(huán)境溫度對標(biāo)準(zhǔn)器,被檢表均產(chǎn)生影響。檢定規(guī)程 規(guī)定,檢定0.4級精密壓力表的溫度范圍為(20 ±3) "C, 檢定一般壓力表的溫度范圍為(20 ±5) C。所以環(huán)境 溫度對標(biāo)準(zhǔn)表的影響原始量為At1=3 C,對被檢表的影 響原始量為At2 = 5 C

①環(huán)境溫度對標(biāo)準(zhǔn)表產(chǎn)生的示值誤差引入的不確定 度U31

環(huán)境溫度對標(biāo)準(zhǔn)表產(chǎn)生的示值誤差為:

A31 = k -P ?At1

式中k —示準(zhǔn)表彈黌管彈性系數(shù)k = 0. 0004 ; P — 標(biāo)準(zhǔn)表量程P = 25 ; At1 —環(huán)境溫度對標(biāo)準(zhǔn)表影響原始 量,At1 = 3 C

所以 A31 = k -P ?At1 =0.0004 X25 X3 =0. 030MPa

產(chǎn)生這個溫度誤差的分布屬均勻分布,故:

△31

u31 = =0. 069 %

25 X 3

②環(huán)境溫度對被檢表產(chǎn)生的示值誤差引入的不確定 度%2

環(huán)境溫度對被檢表產(chǎn)生的示值誤差為:

A32 = k -P .At2

式中k —皮檢表彈黌管彈性系數(shù)k = 0. 0004; P —

被檢表量程P = 25 ; At一環(huán)境溫度對被檢表影響原始 ,At2 = 5 C

所以 A32 = k -P At2 = 0. 0004 X25 X5 = 0. 05MPa

產(chǎn)生這個溫度誤差的分布屬均勻分布,故:

A 32

U32= =0 . 115 %

32 25 X 3

(4)由標(biāo)準(zhǔn)表估讀誤差引入的不確定度分量U4 標(biāo)準(zhǔn)表的分度值為0. 2MPa ,要求估讀至分度值的

012 X110

1/ 10 ,服從均勻分布故:U4 = =0. 046 %

4 25 X 3

(5)由數(shù)據(jù)修正引入的不確定度分量U5

對檢定的結(jié)果修約至標(biāo)準(zhǔn)表的估讀值,修約誤差為

估讀值的1,分布同屬均勻分布,故有:

U5 = 21 X U4 = 01023 %

5.2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

以上各項相互獨立,用方和根法合成:

Uc = U2 + u2 + U2 + U2 + u5 =0. 15 %

5. 3擴展不確定度

U=2uc=2 X0. 15 %=0. 30%

6.測量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的驗證

選取一塊測量范圍為0?25) MPa,分辯力為 0.5MPa,準(zhǔn)確度等級為1.5級的一般壓力表,按4中所 述方法進行測量,并將測量結(jié)果與該表的上級標(biāo)準(zhǔn)檢定 結(jié)果相比較,見表3:

選取兩次檢定結(jié)果中最大差值為0.001 MPa,小于2 Uc, 故不確定度得到驗證。

6.結(jié)論

本裝置擴展不確定度為0.30%,符合JJG 52 - 1999

?彈黌管式一般壓力表、壓力真空表和真空表檢定規(guī)程》

的要求,可開展1. 5級以下一般壓力表的檢定工作。

 

 

 

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