二等活塞式压力计标准装置_2010

国防计量
建立测量标准技术报告
标准名称二等活塞式压力计标准装置计量技术机构国营云南机器三厂计量处编写鲁冀阳2010年11月4日
审核陈玉宽2010年11月4日
目次
一、测量标准概述 (1)
二、测量标准性能 (2)
三、构成测量标准的测量器具及配套设备 (3)
四、检定人员 (4)
五、校准（检定）环境条件 (4)
六、测量标准不确定度的评定 (5)
七、测量标准重复性 (7)
八、测量标准稳定性 (8)
九、测量标准不确定度的验证 (9)
十、结论 (10)
十一、附录 (10)
共10页第1页
一、测量标准概述
1、测量标准的目的，意义和用途
压力计量广泛用于国防科技工业，各行业，各单位的科研、生产和试验过程，保证安全，为保证压力量值的准确可靠，从而保证科研生产中的压力测量质量，需建立二等活塞压力标准装置，该装置可用于压力表的检定和校准。

2、测量标准的组成和工作原理
二等活塞压力计标准装置是由(0.04~0.6)Mpa,(0.1~6)Mpa和(1~60)Mpa三台二等活塞压力计标准器组成。

活塞压力计是根据流体静力学的力平衡原理及帕斯卡定律为基础理论依据设计的，该装置由活塞系统，砝码和底座等组成，其工作原理如图一。

活塞系统工作时，活塞应稳定悬浮于活塞筒中，活塞底部向上的力与加于活塞上砝码所产生的重力相平衡。

即P=G/A，其中：P—被测压力（N/）,A—活塞式压力计的活塞有效面积（）,m—砝码质量，g—压力计使用地点重力加速度（m/）
m
P
图一活塞压力计工作原理
3、检定方法和依据的检定规程
检定方法：将二等活塞压力计标准装置的活塞与被检表装在同一造压器上，用标准装置的配套砝码组成标准值,其输出由被检表直接测量，指示值为,则被检表示值误差为：∆=—
依据的检定规程：JJG52—1999精密压力表检定规程
JJG49—1999工业压力表检定规程
共10页第2页
二、测量标准性能
（一）主要技术指标
本标准装置的标准器由(0.04~0.6)Mpa、(0.1~6)Mpa、(1-60)Mpa三台二等活塞压力计组成。

（1）标准器型号及规格
型号及规格检验压力
Mpa
活塞公标面积
专用砝码公称
质量
专用砝码质量
数量
BHY-0.6B 0.04~0.6 1c 0.56Mpa 0.01Mpa-2块0.02Mpa-2块0.1Mpa-4块0.05Mpa-2块
BHY-6B 0.1~6 5 c 2.95Mpa 0.1Mpa-4块0.5Mpa-1块1Mpa-5块
BHY-60B 1~60 0.1 c 0.1Mpa 1 Mpa-4块5 Mpa-11块
（2）测量误差：±0.05%（基本误差）允许基本误差
精度等级压力值在测量下限以下时压力值在测量范围内
0.05 ±0.05% ±0.05%
（3）活塞有效面积测量误差：
（4）专用砝码测量误差：
（5）工作介质要求如下表
量限（Mpa）工作介质介质运动粘度20℃时/s 酸值不大于/KOH mg∙
0.04~6 变压器油9-12 0.05
1-60 癸二酸脂20~25 0.05
（6）不确定度为0.05%
共10页第3页三、构成测量标准的测量器具及配套设备
测量器具名称型号规格
出厂
编号
生产国别
厂家
研制或购
进时间
测量范围
允许误差
极限
校准（检
定）
机构
校准（检定）
时间
校准（检定）
证书号
二等活塞
压力计
BHY-0.6B N2113
太航压力测
试科技公司
201009 0.04~0.6Mpa ±0.05% 5211计量站
2010年10月
25日
FA字第100192号二等活塞
压力计
BHY-6B N2132
太航压力测
试科技公司
201009 0.1~6Mpa ±0.05% 5211计量站
2010年10月
25日
FA字第100193号二等活塞
压力计
BHY-60B N2146
太航压力测
试科技公司
201009 1~60Mpa ±0.05% 5211计量站
2010年10月
25日
FA字第100194号
配套设备专用砝码
0.01Mpa
0.02Mpa
0.1Mpa
0.05Mpa
F-H仪
002
太航压力测
试科技公司
201009 0.04~0.6Mpa
±0.00002kg
±0.00010kg
本厂
2010年10月
28日
H1010001 专用砝码
0.1Mpa
0.5Mpa
1Mpa
F-H仪
002
太航压力测
试科技公司
201009 0.1~6Mpa
±0.0001kg
±0.0005kg
本厂
2010年10月
28日
H1010001 专用砝码
1Mpa
5Mpa
F-H仪
002
太航压力测
试科技公司
201009 1~60Mpa
±0.0002kg
±0.0010kg
本厂
2010年10月
28日
H1010001
四、检定人员
姓名技术职称
从事本专
业年限检定专业项目
检定员
证号
张俊助技20年压力表滇考字第078号鲁冀阳助工10年压力表滇考字第142号
五、校准（检定）环境条件
项目名称要求实际情况
温度20±2℃18~22℃
湿度30~80% 35~80%
六、测量标准不确定度的评定
1、输出量
本标准装置由其配套砝码直接给出标准的量
2、数学模型
Y=yp
3、不确定度来源
3.1、测量标准重复性引入的不确定度，
3.2、上级标准传递引入的不确定度，
3.3、一等活塞压力计专用砝码质量引入的不确定度，
3.4、二等活塞压力计有效面积引入的不确定度，
3.5、二等活塞压力计专用砝码质量引入的不确定度，
3.6活塞轴线垂直度引入的不确定度，
3.7、温度变化引入的不确定度，
3.8、重力加速度引入的不确定度
4、标准不确定度的评定
4.1、测量标准重复性引入的不确定度
由于测量标准重复性Sn(X)=0.016%,= Sn(X)/=0.016%/2.449=0.007%
4.2、上级标准传递引入的不确定度
一等活塞压力计的准确度等级为0.2%，按均匀分布，即取置信概率P=99.7%, k =则
=0.02%/=1.15×=0.012%
4.3、一等活塞压力计专用砝码质量引入的不确定度
一等活塞压力计砝码质量的允许误差为0.001%，按均匀分布，k =则=0.001%/
=5.7×=0.0006%
4.4二等活塞压力计有效面积引入的不确定度
二等活塞压力计有效面积的允许误差为0.02%，按均匀分布，k =则=0.02%/
=1.5×=0.012%
4.5二等活塞压力计专用砝码质量引入的不确定度
二等活塞压力计专用砝码质量的允许误差为0.02%，按均匀分布，k=则=0.02%/
=1.5×=0.012%
4.6、活塞轴线垂直度引入的不确定度
检定规程中规定，活塞轴线垂直度不大于，按均匀分布，k=则
=(1-cos/ cos)/=0.005×=0.00005%
4.7、温度变化引入的不确定度
由于温度变化引入不确定度分量∆A=(+)×(t-20),、是活塞杆和活塞筒线膨胀系数，钢为11.5×检定规程中规定t为（20±3）℃，按均匀分布，取k =
则=(11.5+11.5)××/=23××6/=0.8×=0.008%
4.8、重力加速度引入的不确定度
由标准装置极限误差0.05%，当地海拔为g=9.07843,按均匀分布，k =则
=0.05%/=0.3×0.003%
5、合成标准不确定度
六、测量标准不确定度的评定各不确定度分量独立不相关，相对合成标准不确定度
===2.4×
=0.024%
6、扩展部确定度
则相对扩展部确定度U=2×2.4×=4.8×=0.048%
七、测量标准重复性
在标准装置规定的正常工作条件下，选用一块0~1.6Mpa,0.4级，编号为9121的精密压力表，在该装置标准器组中的0.1~6 Mpa，编号为N2132的二等活塞压力计，对其0.8 Mpa 检定点进行重复性测量6次，（在30min内间隔5min测量一次）测量值列表如下：测量次数测量值平均值
1 0.8040
0.80417 -0.00017 0.28
2 0.8040 -0.00017 0.28
3 0.8045 0.00033
4 0.804
5 0.00033
5 0.8040 -0.00017
6 0.8040 -0.00017
测量标准重复性用观测值德实验标准偏差
= =0.000256 Mpa
相当于0.016%
即=0.016%<2/3=0.017%,所以重复性符合要求。

八、测量标准稳定性
在标准装置正常工作条件下，选用一块0~1.6 Mpa,0.4级编号为9121的精密压力表，在该装置标准器组的0.1~6 Mpa，编号为N2132的二等活塞压力计，对其0.8 Mpa检定点进行重复性测量6次，（在30min内每间隔5min测量1次，作为一次测量结果，在一个月内测量四次，共观察4次，各次测量值列表如下：时间
2010年10月2010年10月2010年11月2010年11月数值
序号测量值测量值测量值测量值
1 0.804 0.804 0.804 0.804
2 0.804 0.804 0.804 0.804
3 0.80
4 0.804 0.80
5 0.804
4 0.804 0.804 0.80
5 0.804
5 0.804 0.804 0.804 0.804
6 0.804 0.804 0.804 0.804
0.804 0.804 0.804 0.804
0.8041
-0.0001 -0.0001 -0.0002 0.0001
测量标准稳定性用实验标准偏差定量表征，即计算用下列公式：= =0.00015 Mpa
相当于0.003%，即0.003%<0.05%
故测量标准稳定性符合要求。

九、测量标准不确定度的验证
选用一块编号为912,1.6 Mpa,0.4级的精密压力表分别经燃料一厂与本厂标准装置器组的0.1~6 Mpa，编号为N2132二等活塞压力计二者检定进行比对，二者检定比对测量结果列表如下：
序号压力表检定
点
燃料一厂检
定结果
云机三厂检
定结果
二者比对结果差值基本误
差
Mpa 相对误差%
1 0 -0.005 -0.006 0.001 0.06
2 0.2 0.196 0.196 0.001 0.13
3 0.
4 0.400 0.400 0 0
4 0.6 0.602 0.602 0 0
5 0.8 0.802 0.803 0.001 0.06
6 1.0 1.004 1.006 0.002 0.13
7 1.2 1.206 1.208 0.002 0.13
8 1.4 1.406 1.407 0.001 0.06
9 1.6 1.609 1.610 0.001 0.06
两台标准装置检定结果最大差值为0.002Mpa，（相当于0.03%），即|y a-y b|=0.03%<2，=0.06%,所以本标准装置评定的或U是合理的，验证完毕。

十、结论
本标准装置的标准器组各项技术指标符合国家JJG49-99或JJG52-99检定规程的要求，其测量标准重复性为0.01%，稳定性为0.003%，标准不确定度为0.02%，同时本标准器组的技术资料齐全，检定工作环境能满足检定规程要求，有二名考核合格的持证检定人员，所以可以开展0.04~60Mpa范围内的精密压力表和一般工业压力表的检定（校准）工作。

十一、附录
（1）JJG49-99及JJG52-99检定规程；
（2）本标准装置标准器组测量标准重复性，稳定性，不确定性验证的原始记录；
（3）本标准装置器组的检定证书；
（4）GJB/J2749-96建立测量标准技术报告的编写要求。