数字式压力计(宣贯资料)

通过实验数据的分析，三种不同准确度等级的 电测标准器，对同一台被检对象的同一个电参数 的测量，所得结果基本相同。如果一数字多功能 校准源（5720A）和数字多用表（1281）为参照 标准，则电流参数所得数据相互间误差为 0.005%，电压参数所得数据相互间误差为 0.002%。目前大部分省（市）、自治区、各部 委及绝大多数专业计量检测机构，从事压力计量 的检定实验室均具备上述型号规格的电测标准器 或同等准确度等级的类似电测标准器。因此，本 次规程修订中增加了附加功能检定项目是可行的， 并具有可操作性。
a)数字多功能校准源（5720A） 允许误差： DC：V （1.5～5）× 106 5 10 DC：I 3× 数字多用表（1281） 5 准确度等级：DC：V 3× 10 6 DC：I 3.5× 10 1 b)数字万用表（KEITHLEY 2001）7 2 位 允许误差：DC：V ±0.05Rdg±0.004%F· S DC：I ±0.05Rdg±0.004%F· S 1 6 c)数字万用表 （HP 34401A） 2 位 允许误差：DC：V ±0.05Rdg±0.004%F· S DC：I ±0.05Rdg±0.004%F· S
数字式压力计检定规程 宣贯资料
一、前言 数字压力计以数字形式实现压力测量结果的 显示。与传统的压力仪器相比，它实现了压力测 量的连续性和直观性、速度快、灵敏度高、准确 度较好。 国外数字压力计出现在上个世纪七十年代， 国内始于八十年代。
优点：（与传统压力传统仪表比较） 1、直观：直接显示被测压力值 2、方便：重量轻，便于现场调试安装检测。 3、可连续显示 4、可测正压、负压、差压和绝压。 5、准确度高 0.1～0.01级(甚至更高） 6、结构分整体型和分离型 整体型—传感器与数字显示仪组合成一个整体 分离型—传感器通过专用电缆与显示仪相连接
由于在规程审定时专家们意见不统一，关于 附加功能检定只在修订后新规程的5.3.8条中 规定“压力计的附加功能检定，按相应的计量 检定规程执行。” 而5.1.1.2条中关于用于检定附加功能的标准 器，如多功能数字万用表、标准电流信号发生 器等设备。在修订后新规程的审定时根据专家 们的意见取消。
5.显示器： 有的采用 5～8个数码管（超高亮的）作为 显示器。 有的采用液晶显示屏作为显示器。 6.电源. 单电源或双电源（而单电源要通过转换 器转换出一组负电源供放大器和A/D转换器 使用）。
二、修订的必要性及任务来源 修订理由（3个） 我国早期使用的数字压力计检定规程－ JJG875－94是1994年制定的。该规程对于 提高和促进我国数字压力计的研制生产、 对使用中、修理后的数字压力计的计量性 能的评定起到了重要的作用。但该规程到 2004年止已经使用10年之久，早已超过规 定的3 ～ 5年进行修订的要求。
近年来，随着科学技术的发展和实际应 用的需要，国、内外生产厂家已经研制生 产出一些高准确度（如声称0.01%）、多功 能、多参数（如可测直流电压，直流电流 ，电阻等）的数字压力计或压力校准仪， 但JJG875－94规程以不能覆盖这类仪表的 部分参数，如数字压力计的准确度等级、 测量范围，满足不了输出电压，输入电流 测量等附加功能的检定。总之94版本检定 规程已经不能满足数字式计的检定需要
3.10稳定性 测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能 力。 注 1.若稳定性不是对时间而是对其它量而言， 则应该明确说明。 2.稳定性可以用几种方式定量表示，例如： • 用计量特性变化某个规定的量所经过的时 间： • 用计量特性经规定的时间所发生的变化。
3.11后续检定 计量器具首次检定后的任何依次检定： 1)强制性周期检定； 2)修பைடு நூலகம்后检定； 3)周期检定有效期内的检定，不论它是由用 户提出请求，或由于某种原因使有效期内的封印 失效而进行的检定。 3.12周期检定 按时间间隔和规定程序，地计量器具定期进行 的一种后续检定
缺点： ①电路元件老化—有一定的使用寿命； ②传感器漂移—长期稳定性不好； ③传感器易受损坏； ④电路受潮腐蚀可能出故障。
早期的数字压力计只是将压力测量结果用数字 显示出来，为了克服传感器的零点、非线性、温 度漂移，加入了机械式的调零电路，非线性修正 电路和温度补偿电路，这些附加的硬件电子电路 其复杂程度往往超过主电路，然而通常仍不能取 得好的效果。随着单片微机技术的发展和应用， 使数字式压力计从准确度到功能都产生了质的变 化，目前数字式压力计的准确度已经可达到 0.02%或更高，不但如此，有的还实现了压力控 制、电压和电流的测量以及其它的一些附加测量 功能。使数字式压力计更加具有实用性。
• 而且我们选用了一只DPI165型便携式压力校 验仪和CST2002型智能数字压力校验仪作为 被测对象。采用了三种不同准确度等级的电 测标准器，对同 一台被检对象的同一个电参 数（如直流电流测量=直流电压测量）进行 检定，以确保所得数据的可信度和可比性。 所选用的三种电测标准器是：
• • • • • • • • • • • •
3.13检定循环 在静态检定中，在测量范围内输入值从 测量下限逐级增大到测量上限（正行程）， 然后再从测量上限逐渐减小到测量下限 （反行程）的过程。 3.14检定证书 证明计量器具已经过检定，并获得满意结果 的文件。 3.15不合格通知书 声明计量器具是否符合有关法定要求的文 件
四、检定规程的主要修订内容及修订说明 4.1概述部分 原规程概述中对数字式压力计的形式划分为整 体型和分离型两类。随着科学技术的进步，根据 工作需要，科研人员已经研制出集多种功能为一 体的组合式压力校验仪，除测量外还能测量直流 电压、直流电流等其它参数。
4.2计量性能要求部分 4.2.1最大允许误差扩大了准确度等级范围 由于国内外厂家已经研制生产出一些高准确 度（ 0.01 级）的数字式压力计（如 DH 和 DHI 公司 ）和安装在现场的工作用数字式压力表（ 1.6 级 ）。因此规程经本次修订后把数字压力计的准确 度等级范围从原来的（ 1.0 ～ 0.05 ）级上下延伸 扩展到（1.6～0.01）级。
2.放大器：传用仪表放大器或分立式，作 用将传感器输出的弱信号放大，便于A/D转 换 3.A/D模数转换器： 作用是将模拟量进 行数字化。转换精度： 有 4位半，5位半（BCD码输出）或14 位、16位（二进制码输出） 如：7315、AD7775等芯片 这些芯片都十分方便与微处理器相连
4.微处器： 目前常用的有总线为8位的单片机（16位、 32位…）如8031、8751、89C51或96等系 列，这些单片机自代128B或256B数据存储 器（RAM）可扩展到64KB的外部存储器， 自代程序存储器，2K，4K，8K，16K， 32K，64K。电擦除，方便编程。 （ 也有自代看门狗、数据和编程器、放大 器、A/D传换器为一体的单片机）
由于各个生产厂家给定的附加功能指标各不相 同，计算方法也不一样。如有的是直接定为 ±a%F· S（a为准确度等级）；有的是按±（a% 读数+b%量程）的方式来表示（a为与读数有关 的误差系数，b为与满量程有关的误差系数）。 因此各附加功能项的最大允许误差不便规定成一 组确定数值。又由于这些附加功能其特性属于电 工仪表，故在规程的征求意见稿中，参照了 JJG315-1983《直流数字电压表》和JJG5981989《直流数字电流表》。对数字式压力计的 直流电流，直流电压测量附加功能项的最大允许 误差作了相应的规定。
根据JJF1002－1998国家计量检定规程编写规 则，现行规程中的有些提法已经与之不相符。 综上理由，为满足数字压力计量值传递和检 测的需要、有必要对现行规程进行重新修订。
任务来源 根据国家质检总局国质量函（2003） 533号文关于2003年计量检定规程（范）制 定修订计划安排，受全国压力课题技术委 员会的委托，由中国测试技术研究院、上 海计量测试技术研究院等单位共同负责数 字压力计计量检定规程的修订工作。 本计划任务立项时间为2003年8月，根 据全国压力计量技术委员会的要求，本规 范于2004年第4季度完成修订编制并提交全 国压力计量技术委员会审查通过。
为了使规程更符合数字式压力计的现状，修 订后的新规程在概述中对对数字式压力计的型 式重新进行了定义： 压力计按结构可分为整体型和分离型。 压力计按功能可分为单功能型和多功能型： a）单功能型压力计只具有测量压力的功能； b）多功能型压力计除具有测量压力的功能外， 还具有测量非压力参数的附加功能（如电压、 电流等）。
本次规程修订的主要参考文献为： JB/T7392-1994 <<数字压力表>> JJF1001-1998 <<通用计量术语及定义>> JJF1002-1998 <<国字计量检定规程编写规则>> JJF1059-1999 <<测量结果不确定度评定与表示 >> JJG315-1983 <<直流数字电压表>> JJG598-1989 <<直流数字电流表>>
4.2.2新增加了稳定性检定内容 由于数字压力计是由一次仪表（压力传 感器）和二次仪表（数据采集、模拟转换 、数据处理、显示器等）组合而成，各个 组成部分均涉及电子元器件，而电子元器 件随着时间的变化会老化变质，必然会影 响到压力计的计量性能指标。因此，对其 稳定性的检定应是一项重要的考核指标。
另外新修订的压力计量器具检定系统表规定“ 数字压力计需在未经调校的前提下，在厂家所建 议的（或规定的）有效期内，满足厂家所定义的 不确定度（或允许误差）要求，并经至少两个周 期的运行考核（包括稳定性和重复性考核），方 可申请建立计量标准。” 实际上，目前很多计量部门和企事业单位都在 将数字式压力计作为标准器在进行量值传递。 因此修订后的新规程第 3.4条规定数字式压力 计的稳定性为：“准确度等级为0.05级及以上的 压力计，相邻两个检定周期之间的示值变化量不 得大于最大允许误差的绝对值。”是很有必要的 。
三、规程中有关压力计量、测量技术术语
3.1数字式压力计 采用数字形式直接显示压力值的压力计。 3.2整体式数字压力计 压力传感器和数字显示仪组装成一体的数字 压力计 3.3分离式数字压力计 压力传感器和数字显示仪相互独立、而用电 缆连接起来的数字压力计 3.4（单功能）数字压力计 只有测量压力功能的数字压力计
数字压力计工作原理是： 被测压力经传压介质作用于传感器上，压力传感器 输出相应的电信号或数字信号，由信号处理单元处理丘 在显示器上直接暗淡无光出被测压力的量值。其工作原 理框图如图所示。
传感器 放大器 A/D 微处理器 显示器
电源
数字式压力计工作原理图
1.传感器： 常用的扩散（硅）式、应变式、电容式， 蓝宝石等 输出信号： mv级电压或频率脉冲。 电压：桥式 （ 0～50～200）不可变换 电流：变送后 （4～20）mA 可互换 电压：变送后 （1～5）V 可互换 频率：如（200 ～1000）Hz 可互换
3.5有附加功能的数字压力计 具有附加测量电流、电压、温度、自动控制 压力等功能的数字压力计。 3.6来回差 当输入压力上升和下降时，在量程范围内， 同一输入的两相应的输出值间（轻敲后）示值 的最大差值。 3.7漂移 测量仪器计量特性的慢变化 3.8零点漂移 在规定的时间间隔内，为零时的漂移。 3.9首次检定 对未曾检定过的新计量器具进行的一种检定
4.2.增加了附加功能的检定内容 由于测量和显示压力值已经不是数字式压力计的唯 一功能，除了测量压力量值的主要功能外，还有直流电 压输出（如24V）、直流电流测量（如0～22mA）、直流 电压测量（如 0 ～5V ）等功能，这些功能的增加，极大 的方便了使用者。即一台数字压力计就能够成为一套压 力变送器的检定装置。 据了解除了对数字压力计测量压力量值的主要功能进 行检定外，其它附加功能基本没有检定，形成了量值溯 源的空挡。因此在本次修订中增加这部分内容的检定是 十分必要的。另外，我国凡开展数字压力计检定的计量 检定机构都具有相关检测设备，增加这部分检定项目后 完全具有可操作性。