壓力表量值比對試驗結果不確定度評定

高禾++李德鑫++李欣++徐灝

摘要：依據(jù)JJG52-2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表檢定規(guī)程》和《2014年福建省壓力表量值比對實施方案》，在規(guī)定的環(huán)境條件下，將被測壓力表垂直安裝在標準活塞式壓力計的被測壓力表接頭上，盡量使被測和活塞壓力端面處于相同水平，密封無泄漏。

關鍵詞：壓力表；比對試驗結果；不確定度評定

一、概述

（一）試驗環(huán)境條件

溫度為24.0℃～24.5℃；相對濕度為56%。

（二）試驗方法

該標準裝置是根據(jù)帕斯卡定律，以流體靜力平衡原理為基礎來進行壓力計量的。采用直接比較法對被檢壓力表進行測量，即被檢表安裝在手動泵上與數(shù)字壓力校驗儀連接，用手動泵產(chǎn)生壓力，以被檢壓力表3MPa示值為指示，讀取數(shù)字壓力校驗儀示值。

二、測量模型

ΔP=P1-P2+P3+P4+P5+P6。式中：ΔP—示值誤差；P1—被檢表示值；P2—數(shù)字壓力校驗儀示值；P3—由標準器引入的分量；P4—檢定時環(huán)境溫度變化引入的分量；P5—輕敲位移引入的分量；P6—讀數(shù)引入的分量。

三、測量不確定度來源

（一）重復性測量引入的標準不確定度分量u1；

（二）標準器引入的標準不確定度分量u2；

（三）檢定時環(huán)境溫度變化引入的標準不確定度分量u3；

（四）輕敲位移引入的標準不確定度分量u4；

（五）讀數(shù)引入的標準不確定度分量u5。

四、輸入量的標準不確定度評定

（一）重復性測量引入的標準不確定度分量u1

用測量范圍為（0～6）MPa，分度值為0.1MPa的1.6級壓力表，在3MPa測量點，以數(shù)字壓力校驗儀讀數(shù)為結果，在重復性條件下連續(xù)測量10次，測得1組數(shù)據(jù)。

故標準不確定度分量u1為：

（二）標準器引入的標準不確定度分量u2

該標準器數(shù)字壓力校驗儀測量范圍（0～6）MPa，準確度等級0.05級，MPE：Δp=±0.05%×6MPa=±0.003MPa。在區(qū)間內(nèi)屬于均勻分布，取k=槡3，區(qū)間半寬α=0.003MPa，則不確定度分量

（三）檢定時環(huán)境溫度變化引入的標準不確定度分量u3

根據(jù)規(guī)程要求，壓力表的檢定溫度為（20±5）℃，該溫度對標準器的影響已包含在標準器的不確定度內(nèi)，此處不需要分析，這里只考慮溫度對被檢壓力表的影響，溫度影響所產(chǎn)生的最大誤差為kt·t·P（這里溫度系數(shù)kt=0.0004/℃，t為溫度最大偏離，P為壓力表測量點），本次檢定壓力表其測量點為3MPa，檢定時環(huán)境溫度完全控制在（20±5）℃以內(nèi)，估計實際溫度偏差為：1℃，按均勻分布考慮， ，則壓力表由環(huán)境溫度引起的不確定度分量u3為：

（四）輕敲位移引入的標準不確定度分量u4

規(guī)程規(guī)定輕敲位移誤差不大于該表最大允許誤差的一半，即： ，在本次檢定過程中，輕敲位移最大值為0.04MPa，按照均勻分布考慮，取 ，則：

（五）讀數(shù)引入的標準不確定度分量u5

本次檢定，被檢表最小分度值為0.1MPa，檢定時讀數(shù)要求估讀到最小分度值的1/5，即0.02MPa，按照均勻分布考慮，取 ，則： 。

五、壓力容器存在的問題及改進建議

（一）存在的問題

1.選型不當。常見的錯誤是壓力表的量程不合適。有些企業(yè)沒有認真學習相應規(guī)程，誤認為只要量程夠大就可以使用，因此出現(xiàn)了選用壓力表量程過大的現(xiàn)象。例如，我院對某公司的一臺汽水分離器進行定期檢驗時，發(fā)現(xiàn)該設備的工作壓力為0.22MPa，卻安裝了1只量程為1.6MPa的壓力表。既影響了量值的準確性，又不便于讀數(shù)。

2.安裝不符合規(guī)范。（1）壓力表與壓力容器之間的閥門不符合要求。（2）沒有根據(jù)使用介質來安裝。（3）用于指示最高工作壓力的紅線刻畫不規(guī)范。（4）壓力表安裝的位置不便于讀數(shù)。

（二）改進建議

1.規(guī)范壓力表的選型和安裝環(huán)節(jié)。在選擇壓力表時，應根據(jù)具體的介質、工作壓力等參數(shù)來選擇相應種類、量程、準確度等級的壓力表。TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定：壓力表盤的刻度極限值應當為設備工作壓力的1.5倍～3.0倍。壓力容器的設計壓力小于1.6MPa時，所用壓力表的準確度不低于2.5級；設計壓力大于等于1.6MPa時，所用壓力表的準確度不低于1.6級。另外，壓力表的表盤直徑不宜過小，否則會影響讀數(shù)。

壓力表安裝的位置應便于讀取數(shù)據(jù)。在壓力容器和壓力表之間安裝三通旋塞或者針型閥，閥門上還應有開啟標記和鎖緊裝置。用于腐蝕性或者高黏度介質的壓力表，還應在設備與壓力表之間安裝緩沖裝置。

2.使用單位要做好儀表的安全管理工作。使用單位應給壓力表建立技術檔案，當發(fā)現(xiàn)壓力表損壞時要及時更換。應按期對壓力表進行檢定，取得相應資質的單位可自行檢定，沒有資質的單位應及時送檢。避免壓力表超期運行。

加強相關操作人員和設備管理人員的技術培訓和相關法律法規(guī)的學習。提升有關人員的技術水平和安全意識。

3.提升檢驗檢測機構的服務水平。目前，大多數(shù)企業(yè)的壓力表是送到當?shù)氐挠嬃繖C構進行檢定。對于計量機構而言，普通壓力表的檢定工作并不存在多高的技術難度。但也有個別檢驗人員為圖省時，存在最大量程處的穩(wěn)壓時間不到3min等問題，這點值得注意并加以改進。

六、結束語

本文主要結合實際比對工作，根據(jù)JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》、JJG52-2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表檢定規(guī)程》，對壓力表試驗結果不確定度進行評定。希望結果對壓力表的檢定工作有一定的參考價值。

參考文獻：

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