数字压力计标准装置技术报告1

计量标准技术报告

建立计量计量标准单位:华亭县质量技术监督检测所

计 量 标 准 负 责 人:阳运庆

筹 建 起 止 日 期:2007年5月10日

计 量 标 准 名 称:数字压力计标准装置

说 明

1. 申请建立计量标准应填写《计量标准技术报告》。计量标准考核合格后

由申请单位存档。

2.《计量标准技术报告》由计量标准负责人填写。

3.《计量标准技术报告》用计算机打印或墨水笔填写，要求字迹工整清晰。

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目 录

一、计量标准的工作原理及其组成------------------------------------------------------------- ( 2) 二、选用的计量标准器及主要配套设备------------------------------------------------------- 三、计量标准的主要技术指标------------------------------------------------------------------- 四、环境条件---------------------------------------------------------------------------------------- 五、计量标准的量值溯源和传递框图---------------------------------------------------------- 六、计量标准的测量重复性考核---------------------------------------------------------------- 七、计量标准的稳定性考核---------------------------------------------------------------------- 八、测量不确定度评定---------------------------------------------------------------------------- 九、计量标准的测量不确定度验证------------------------------------------------------------- 十、结论---------------------------------------------------------------------------------------------- 十一、附加说明-------------------------------------------------------------------------------------

( 3 ) ( 4) ( 5 ) ( 6) ( 7 ) ( 8-11 ) ( 12-14) (15) ( 16) ( 17)

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一、计量标准的工作原理及其组成 1、计量标准工作原理： 以空气或液体为传压介质，通过压力校验台分别连接数字压力计及被检压力表，给系统加压，用直接比较法测量。根据标准和被检表的读数，通过计算即可得到被检压力表示值误差的测量结果。 2、计量标准的组成： 1)、数字压力计 2)、压力模块 3）、压力校验台 3

二、选用的计量标准器及主要配套设备 型 号 SPMK2000N SPMK2000N SPMK2000N P1 不确定度或 准确度等级或 最大允许误差 0.05级 制造厂及 出厂编号 北京斯贝克科技 有限责任公司S07200N004 北京斯贝克科技 有限责任公司S07200N004 北京斯贝克科技 有限责任公司S07200N004 北京斯贝克科技 有限责任公司 S072000N004 北京斯贝克科技 有限责任公司 S072000N004 北京斯贝克科技 有限公司 S072000N004 北京斯贝克科技 有限责任公司 S072000N004 北京斯贝克科技 有限公司 S072000N004 北京斯贝克科技 有限责任公司 S072000N004 北京斯贝克科技 有限责任公司 S072000N004 北京斯贝克科技 有限责任公司 S072000N004 北京鑫兴海达自控仪表有限公司 051212122 上海风云气象 仪器经营公司 0603021 名 称 数字压力 计 (气 压) 数字压力 计 (液 压) 数字压力 计 (真 空) 压力 模块 压力 模块 压力 模块 压力 模块 压力 模块 压力 模块 压力 模块 压力 模块 主温湿 要度表 配套设气压表 备

测量范围 检定 证书号 RGpv 2007-0588 RGpv 2007-0588 RGpv 2007-0588 RGpv 2007-0588 RGpv 2007-0588 RGpv 2007-0588 RGpv 2007-0588 RGpv 2007-0588 RGpv 2007-0588 RGpv 2007-0588 RGpv 2007-0588 热高字第200626573号 GHS字第Q2006—F337号 0～0.6MPa 0～70MPa 0.05级 -100～0kPa 0.05级 计 -100～0kPa 0.05级 量 P2 0～600kPa 0.05级 标P3 0～1MPa 0～2.5MPa 0～6MPa 0.05级

准P4 0.05级 器P5 0.05级 P6 0～16MPa 0.05级 P7 0～25MPa 0.05级 P8 0～60MPa 0.05级 A1 -10℃～50℃ ±2℃ DYM3 800～1060Pa ±2.0hPa 4

三、计量标准的主要技术指标 1、 2、 3、 4、 测量范围：(－0.1～0.6～70)MPa 环境温度要求：(20±2)℃ 环境湿度要求：≤80％ 准确度： 0.05级 四、环境条件 项 目 温 度 湿 度 要 求 实际情况 结论 合格 合格 (20±2)℃ ≤80％ 21℃ 60％ 5

五、计量标准的量值溯源和传递框图 上 级 计 量 标 准 器 具 本 中 心 计 量 标 准 器 具 对 社 会 传 递 的 计 量 器 具 活塞式压力计 (－0.1—60)MPa 一等 比较测量 数字压力计 (－0.1—60)MPa 0. 05级 比较测量 精密压力表 (－0.1—60)MPa 0.25级、0.4级

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六、计量标准的测量重复性考核 选一台(0—60)MPa精密压力表对其３０ＭＰa一点进行6次正反行程的检定所得数据如下：（单位：MPa） 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 平均值 测量值A ３０.００ ３０.０５ ３０.０５ ３０.０５ ３０.１０ ３０.１０ ３０.１０ ３０.１０ ３０.１０ ３０.１５ ３０.１０ ３０.１０ ３０.０８ V=PiP－0.08 －0.03 －0.03 －0.03 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.07 0.02 0.02 S单＝ (PP)ii1122121 u=S单/60=0.065% =0.0391MPa 该装装置最大重复性误差0.065%≦U。

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七、计量标准的稳定性考核 选一台(-100-0)KPa精密真空表对其45KPa点每个月测量一次,共测2组结果如下： 2007.07.06 x1 x2 45.15 45.05 x3 45.10 x4 45.10 x5 45.15 x6 45.05 x7 45.20 x8 45.05 x9 45.15 x10 45.20 x 45.125 2007.08.06 x1 x2 45.05 45.20 x3 45.10 x4 45.05 x5 45.15 x6 45.15 x7 45.05 x8 45.10 x9 45.20 x10 45.15 x 45.12 稳定性：xmaxxmin0.005KPa 其相对值为：urel0.005/100＝0.005％ 小于扩展不确定度U（k2），符合要求。 选一台(0-600)KPa精密压力表对其250KPa点每个月测量一次,共测2组结果如下： 2007.07.06 x1 x2 250.50 250.25 x3 251.00 x4 250.00 x5 250.25 x6 250.25 x7 250.25 x8 250.75 x9 250.75 x10 250.25 x 250.45 2007.08.06 x1 x2 250.50 251.25 x3 250.75 x4 250.75 x5 251.25 x6 251.25 x7 251.25 x8 251.00 x9 251.00 x10 251.00 x 251.00 稳定性：xmaxxmin0.55KPa 其相对值为：urel0.55/100＝0.9％ 小于扩展不确定度U（k2），符合要求。

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选一台(0-1)MPa精密压力表对其0.5MPa点每个月测量一次,共测2组结果如下： 2007.07.06 x1 x2 0.5020 0.5010 x3 0.5020 x4 0.5010 x5 0.5020 x6 0.5020 x7 0.5150 x8 0.5020 x9 0.5150 x10 0.5020 x 0.5017 2007.08.06 x1 x2 0.5000 0.5005 x3 0.5005 x4 0.5005 x5 0.5010 x6 0.5010 x7 0.5005 x8 0.5005 x9 0.5000 x10 0.5010 x 0.5005 稳定性：xmaxxmin0.0012MPa 其相对值为：urel0.0012/1=0.12％ 小于扩展不确定度U（k2），符合要求。 选一台(0-2.5)MPa精密压力表对其1.5MPa点每个月测量一次,共测2组结果如下： 2007.07.06 x1 x2 1.502 1.501 x3 1.501 x4 1.503 x5 1.502 x6 1.503 x7 1.502 x8 1.502 x9 1.502 x10 1.502 x 1.502 2007.08.06 x1 x2 1.506 1.505 x3 1.505 x4 1.505 x5 1.506 x6 1.505 x7 1.505 x8 1.504 x9 1.504 x10 1.505 x 1.505 稳定性：xmaxxmin0.003KPa 其相对值为：urel0.003/2.5＝0.12％ 小于扩展不确定度U（k2），符合要求。

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选一台(0-6)MPa精密压力表对其2.5MPa点每个月测量一次,共测2组结果如下： 2007.07.06 x1 x2 2.510 2.505 x3 2.505 x4 2.510 x5 2.500 x6 2.505 x7 2.510 x8 2.510 x9 2.510 x10 2.505 x 2.507 2007.08.06 x1 x2 2.500 2.505 x3 2.500 x4 2.505 x5 2.510 x6 2.500 x7 2.500 x8 2.500 x9 2.505 x10 2.505 x 2.503 稳定性：xmaxxmin0.004MPa 其相对值为：urel0.004/6＝0.67％ 小于扩展不确定度U（k2），符合要求。 选一台(0-16)MPa精密压力表对其8MPa点每个月测量一次,共测2组结果如下： 2007.07.06 x1 x2 8.010 8.010 x3 8.000 x4 8.000 x5 8.000 x6 8.010 x7 8.020 x8 8.000 x9 8.010 x10 8.000 x 8.006 2007.08.06 x1 x2 8.010 8.020 x3 8.020 x4 8.030 x5 8.030 x6 8.020 x7 8.010 x8 8.020 x9 8.020 x10 8.020 x 8.020 稳定性：xmaxxmin0.014MPa 其相对值为：urel0.014/16＝0.0875％ 小于扩展不确定度U（k2），符合要求。

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选一台(0-25)MPa精密压力表对其10MPa点每个月测量一次,共测2组结果如下： 2007.07.06 x1 x2 10.050 10.040 x3 10.060 x4 10.050 x5 10.050 x6 10.040 x7 10.060 x8 10.060 x9 10.050 x10 10.040 x 10.050 2007.08.06 x1 x2 10.040 10.020 x3 10.020 x4 10.010 x5 10.010 x6 10.050 x7 10.050 x8 10.020 x9 10.020 x10 10.010 x 10.025 稳定性：xmaxxmin0.025MPa 其相对值为：urel0.025/25＝0.1％ 小于扩展不确定度U（k2），符合要求。 选一台(0-60)MPa精密压力表对其25MPa点每个月测量一次,共测2组结果如下： 2007.07.06 x1 x2 25.10 25.05 x3 25.10 x4 25.05 x5 25.05 x6 25.10 x7 25.10 x8 25.10 x9 25.05 x10 25.05 x 25.075 2007.08.06 x1 x2 25.05 25.05 x3 25.10 x4 25.05 x5 25.00 x6 25.05 x7 25.05 x8 25.05 x9 25.05 x10 25.05 x 25.050 稳定性：xmaxxmin0.025MPa 其相对值为：urel0.025/60＝0.04％ 小于扩展不确定度U（k2），符合要求。

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八、测量不确定度评定 1. 校准/检测方法 依据JJG49-1999弹簧管式精密压力表及真空表检定规程，选用相应范围的二等活塞式压力计或压力真空计作为标准器进行检定.被检表应在20±2℃的检定环境温度下放置二小时以上. 2. 数学模型 P被=P标+δ被±（ΔPt+ΔP估读+ΔP修约） = P标+δ被±（K·P·Δt+θR+ΔP修约） 式中： K：被检压力表弹簧管温度系数。 P：被检压力表量程。 .θ：被检表分度值。 R：被检表估读分辨量。 Δt：检定时温度20℃的差值。 据此可得精密压力表测量不确定度的主要来源： 1） 在检定规程所规定的工作条件下，标准器引入的测量结果不确定度分量。 2） 在检定规程所规定的工作条件下，被检压力表检定重复性引入的测量结果不确定度分量。 3） 环境温度变化的影响。 4） 被检表示值估读不准确引入的不确定度分量。 5） 数据修约引入的不确定度分量。 3. 方差和灵敏度系数 c1=P被/P标=1 c2=P被/δ被=1 c3=P被/Δt=K·P=0.0004P c4=P被/R=θ c5=P被/P修约=1/2θR 方差：u2=u21+u22+u23+u24+u25

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4. 标准不确定度分析一览表 标准不确不确定度i 定度分量ui 来源 1 u1 2 u2 标准器不确定度 检定重复性 温度影响 估读值 数字修约 测量结果的分布 ki 正态 T 均匀 均匀 均匀 标准不确灵敏系数 标准不确自由定度值 ci= f/ xi 定度分量度υi u(xi) 值|ci|·u(xi) 0.019 1 0.019 ∞ 0.065 1.92 0.096 0.96 1 0.024 0.5 0.025 0.065 0.046 0.048 0.024 11 ∞ 2 8 3 u3 4 u4 5 u5 5. 分量标准不确定度的计算 本例以一只０.２５级，０～６０ＭＰa，分度值为０.５ＭＰa的精密压力表作为分析对象．选用其示值变动量最大的检定点数据进行分析计算． ５.１ 由数字压力计引入的不确定度分量（Ｂ类） 上级给出的数字压力计准确度等级为０.０５％（p=0.99）,服从正态分布，查 ＪＪＦ１０５９－１９９９表２可知k p=2.58 u1=c1·0.05%/2.58=0.019% u1为正态分布，所以υ１＝∞ ５.２ 检定重复性标准不确定度分量（Ａ类） 对被检表进行全量程检定，得知该表在３０ＭＰa处示值变化较大，以此点为代表重复６次正反行程的检定，得到下列一组数据（单位：ＭＰa）． ３０.００ ３０.０５ ３０.０５ ３０.０５ ３０.１０ ３０.１０ ３０.１０ ３０.１０ ３０.１０ ３０.１５ ３０.１０ ３０.１０ P＝３０.０８ (PP)ii1122_ S单＝ 121=0.0391MPa u2=c2·S单/60=0.065% 自由度υ２＝１２－１＝１１ ５.３ 环境温度引起的标准不确定度分量（Ｂ类） Δt＝２℃，服从均匀分布即k＝3 tc u==0.046% 33603 自由度υ3=∞ 5.4 估读不准确引起的标准不确定度分量（Ｂ类） 对指针类仪表要求估读到分度值的１／１０，此分布为均匀分布即 k＝3 由已知条件可知被检表分度值θ＝０.５ＭＰa 13

cu=441/10603４=0.048% 上述估算值可靠性为５０％，由ＪＪＦ１０５９－１９９９中式（1７）得其自由度υ＝1（５０％）－２＝２ 21，且为均匀分布 2５.５ 数据修约引起的标准不确定度分量（Ｂ类） 被检表测量结果的数据修约误差应为估读值的 u5=1u4=0.024% 2５＝ 其估算值可靠性为估读值可靠性的一半，即２５％ 自由度υ1（２５％）－２＝８ 26. 合成标准不确定度 经检查各不确定度分量相互，其合成标准不确定度为 uc(y)=u1u2u3u4u5=0.098% (y)u==21.36≈２０ (u/v)cN4i1ii422222７.有效自由度计算 根据Ｗelh-Satterthwaite)公式 υeff８.扩展不确定度 由uc、、υeff＝２０、置信概率p=0.95可得包含因子kp＝２.０９ Ｕ＝t0.95(20) ·uc=2.09×０.０９８％＝０.２０％

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九、计量标准的测量不确定度验证 用本标准装置和省计量院标准装置对同一台０.２５级，０～６０ＭＰa的精密压力表在20MPa分别进行检定，所得示值Y分别为20.00和20.05，则： |Y1-Y2|/P=0.05/60=0.08%＜U 此检定装置总不确定度得到验证。

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十、结论 该检定装置符合 JJG 52-1999 《弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程》 JJG 49-1999 《弹簧管式精密压力表和真空表检定规程》 JJG 882-2004《压力变送器检定规程》 JJG 875-2005《数字压力计检定规程》 JJG 544-1997《压力控制器检定规程》 JJG 860-1994《压力传感器（静态）检定规程》 JJG 573-2003《膜盒压力表检定规程》 JJG 270-1995《血压计和血压表检定规程》 的要求。 十一、附加说明

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