摘　要:主要叙述了本单位计量部门选配压力计量标准的过程,根据实际情况从思路分析、调研选型、建标验证等方面详细作了介绍,旨在探讨如何选配合适的压力计量标准器,并对相关体会进行总结,可供同行借鉴、参考。

    压力仪器、仪表在国民经济各个领域都有着广泛的应用。为保证本单位压力测试仪器、仪表的数值准确可靠,确保生产安全及产品质量,选择一台合适的压力计量标准器是至关重要的。

    1　选配思路

    本单位计量中心原有二等活塞式压力计,可对弹性压力仪表进行计量检定/校准。由于该二等活塞压力计购置较早,在性能和操作方式上已呈现出诸多不足之处,如个别技术指标偏离、存在漏油现象等。为使压力计量器具的计量检定工作正常运行,并填补压力变送器计量检定的空白,需要更新本单位整套压力计量标准。

    根据国家计量法规及相关计量检定规程,对我单位预配置的压力计量标准选型作如下考虑:

    1)根据计量检定规程中的“标准器的允许误差绝对值应不大于被检计量器具的1/4”条款,结合本单位被检压力计量器具最高精度等级0·4级的实际情况,确定选取精度为0·05级的标准器;

    2)预配置标准器必须能检定/校准弹性压力仪表和压力变送器两大类计量器具,其测量范围尽可能覆盖本单位被检计量器具(个别量程可以选择外送)。本单位被检压力计量器具测量范围绝大多数在-0·1~40MPa,考虑一定的扩展余量,确定选取标准器测量范围在-0·1~60MPa左右;

    3)考虑到购置经费、人员操作、环境影响等实际情况,标准器应具有合适的价位、操作便捷、体积小巧等特点。

    2　调研选配

    笔者先后对S公司、K公司等七家压力标准器生产厂商进行了实地考察,参观厂家的生产基地及深入了解生产规模、工艺流程、工艺质量,了解该类设备的传感器及准确度等,发现中档价位的数控压力设备多数操作便捷,且相对于传统的活塞压力设备更清洁。

    最后对五家待选产品的性能进行分类比较,并与厂家技术人员交流,对拟选仪器进行了现场操作比对。

    3　产品综合比对

    压力标准器的核心部件为传感器,表1中厂商的传感器都依赖进口,其中P公司是国外仪器公司的分销商,拥有高精度压力传感器; D公司是国外知名品牌公司的代理商,传感器精度满足要求; C公司传感器质量一般,产品体积较大,因此C公司产品基本不予考虑。

    操作控制和压力稳定两项性能,很大程度决定了压力标准器的工作效率。表1中可见S与K两家公司产品的工作效率相对较低, P与D两家公司产品的工作效率相对较高, C公司产品的工作效率一般。

    传压介质方面, P公司传压介质为气体与液体两种, D公司全量程传压介质为气体。

    由于D公司产品价格适中、传压介质单一,配置一套即可完成本单位被检计量器具全量程覆盖,融合了便携与清洁的理念,经以上综合考虑,选择了D公司全量程气体校验数字压力计(其中包含相关量程段的8个精度为0·05级的数字压力传感器模块)。

    4　建标验证

    新配置的计量标准器应送第三方计量机构进行计量检定,合格后可作为验收依据。

    根据国家《计量法》和国防科技工业计量监督管理的《暂行规定》,需对新购置的计量标准器进行考核。本单位按照GJB/J2749-96《建立测量标准技术报告的编写要求》,对选配的测量标准———数字压力计的各传感器模块进行了技术考核评定。

    以测量范围0~1·6MPa数字压力模块为例,选取同量程范围性能稳定的0·25级精密压力表作为被测对象,在重复性条件下对测量点1·6MPa重复测量6次,计算得到重复性测量引入的A类 不确定度 分量与由数字压力计检定证书和极限误差引入的B类不确定度分量,然后进行合成,得到相对合成标准不确定度ucr为0·017% ,相对扩展不确定度Ur=k×ucr=0·034% (k=2)。

    然后用选取的精密压力表做重复性测量10次,得到相对实验标准差sn(x)=0·0074%,符合sn(x)<的要求;同样用该表做连续四个月的稳定性测量,每一个月做重复性测量度6次,也得到符合要求的结果: sm= 0·01%<ucr。

    最后进行测量标准不确定度的验证:将选取的0·25级精密压力表,经用所选数字压力模块自检后送上级计量检定部门检定,检定结果对比如表2所示。

    由表中看出,对比结果最大相对误差|Y-Y0|/Y=0·01875%≤Ur,符合要求。

    由此建立了本单位新选配的压力计量标准(满足各模块全量程0·05% ),验证了其性能,并可对单位内部所有符合要求的压力计量器具进行量传溯源工作。

   5　总结与体会

    通过合理的思路分析、调研选型以及最终的建标验证,所选的压力计量标准完全满足预期要求,而且使用便捷、清洁卫生,并填补了压力变送器无法自检的空白。可见,选配一套合适的压力计量标准其实并不难,笔者整理分析后得出三大体会。

    1)选择计量标准器时,首先应考虑分析本单位的技术需求,对于压力计量标准器来说,就是要明确测量压力的精度等级及测量范围。

    2)选配计量标准器的关键是要抓住仪器的核心问题,要考虑标准器的稳定性、工作效率等。对数字压力计量标准器来说,传感器模块的质量很大程度上影响整套标准器的准确度和稳定性,压力稳定的时间与控制的灵活性决定了工作效率的高低。因此需要对该行业的多种产品进行广泛的了解,最好能实地调研。

    3)需要根据单位计量实验室实际情况选配合适的标准器,要全面考虑使用经费、环境影响、标准器的特殊性等问题。本单位属于三级计量机构,实验室空间有限,选配压力计量标准器作为单位内部最高标准,应优先考虑体积小巧、价位中等的标准器;另外,考虑到压力标准器的特殊性,使用中应尽可能减少传压介质、打压设备对工作的影响。