压力变送器计量标准技术报告.docx
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压力变送器计量标准技术报告
计量标准技术报告
计量标准名称 压力变送器检定装置
计量标准负责人
建标单位名称（公章）
填写日期 2012年3月15日
目 录
一、建立计量标准的目的…………………………………………………………………（ ）
二、计量标准的工作原理及其组成………………………………………………………（ ）
三、计量标准器及主要配套设备…………………………………………………………（ ）
四、计量标准的主要技术指标……………………………………………………………（ ）
五、环境条件………………………………………………………………………………（ ）
六、计量标准的量值溯源和传递框图……………………………………………………（ ）
七、计量标准的重复性试验………………………………………………………………（ ）
八、计量标准的稳定性考核………………………………………………………………（ ）
九、检定或校准结果的测量不确定度评定………………………………………………（ ）
十、检定或校准结果的验证………………………………………………………………（ ）
十一、结论…………………………………………………………………………………（ ）
十二、附加说明……………………………………………………………………………（ ）
一、建立计量标准的目的
压力变送器是一种将压力（压差）变量转化为可传递的统一输出信号（4～20）mA的过程仪表，随着科学技术的发展和工业技术要求及自动化水平的提高，对压力变送器的计量性能要求越来越高。
为使压力变送器的计量性能，准确，可靠，我所建立智能过程效验仪计量标准，更好服务企业。
二、计量标准的工作原理及其组成
以空气或液体为传压介质，通过多功能过程信号校测仪，分别连接被检变送器和压力模块给系统加压，用直接比较法测量，根据标准表和被检表的读数、读出电压或电流值，通过计算即可得到被检变送器示值误差的测量结果。
组成：
智能过程效验仪、压力模块、智能数字压力效验仪。
三、计量标准器及主要配套设备
计量标准器
名称
型号
测量范围
不确定度
或准确度等级
或最大允许误差
制造厂及
出厂编号
检定或
校准机构
检定周期或复校间隔
智能过程效验仪
ConST18
31811030013
北京计量院
1年
压力模块
ConST18
（-100～160）kPa
（0～60）MPa
0.05级
31811030013
北京计量院
1年
智能数字压力效验仪
ConST（0～500）Pa
（0～500）Pa
0.2级
27311020048
北京计量院
1年
主要配套设备
耐压测试仪
CS2670AX
0810001-092
南京长盛仪器有限公司
1年
兆欧表
ZC-7
5080543
北京远东
1年
四、计量标准的主要技术指标
压力模块（-100～160）kPa、（0～60）MPa符合0.05级
智能数字压力效验仪（0～500）Pa符合0.2级
五、环境条件
序号
项目
要求
实际情况
结论
1
温度
20℃±5℃
16℃～24℃
合格
2
湿度
45％RH～75％RH
46％RH～74％RH
合格
3
4
5
6
六、计量标准的量值溯源和传递框图
上
一
级
计
量
标
准
本
单
位
计
量
标
准
工
作
计
量
器
具
七、计量标准的重复性试验
在一台0-1.6Mpa的压力变送器上，再重复性条件下连续测量10次，得到一组测量测量值.
次数
测量值Y1（mV）
序号
测量值Y2（mV）
1
10.0003
6
10.0009
2
10.0007
7
10.0006
3
10.0008
8
10.0007
4
10.0002
9
10.0003
5
10.0010
10
10.0002
S（y）=
=0.0029mV
S（y）＜UC
所以重复性考核合格
八、计量标准的稳定性考核
时间（12年）
测量数据
平均值
1月14日
10.0002mV
10.0011mV
10.0008mV
10.0005mV
10.0005mV
10.0006mV
10.0008mV
10.0012mV
10.0003mV
10.0004mV
10.0004mV
时间（12年）
测量数据
平均值
2月11日
10.0011mV
10.009mV
10.0013mV
10.0006mV
10.007mV
10.0009mV
10.0006mV
10.0007mV
10.0014mV
10.008mV
10.0012mV
时间（12年）
测量数据
平均值
2月24日
10.0014mV
10.005mV
10.003mV
10.0011mV
10.0002mV
10.0007mV
10.0013mV
10.0012mV
10.0002mV
10.0006mV
10.0004mV
时间（12年）
测量数据
平均值
3月14日
10.0002mV
10.008mV
10.0013mV
10.0013mV
10.0007mV
10.0006mV
10.0004mV
10.0005mV
10.0012mV
10.0002mV
10.0004mV
稳定性考核结果=0.0003mV 合格
说明：
1、此表适合于计量标准无明确稳定性考核办法的计量标准。
2、新建标准应考核半年或四个月时间内稳定性，每次时间间隔1.5月或1个月。
3、复查标准应安年做稳定性考核，并保存历年记录。
4、结果判定：
稳定性考核结果≦U（k=2）或≦∣MPE∣时为合格。
九、检定或校准结果的测量不确定度评定
1.测量依据：
JJG882-2004《压力变送器》检定规程。
2.测量环境
温度为（20±5）℃，温度波动10min变化不大于1℃，相对湿度为45%～75%。
3.测量标准
智能过程效验仪:
准确度为0.05级；测量范围:
压力模块为（0～160）kPa。
电流:
（0～30.0000）mA；最大允许误差:
Δ=±（0.05%×量程+1个字）。
4.被测对象
差压变送器:
型号为1151、准确度为0.5级、量程为（0～100）kPa、编号为3450、输出电流为（4～20）mA、生产厂为北京远东仪表有限公司。
二、数学模型
变送器输出电流的数学模型:
式中:
ΔI——变送器输出电流误差；I——变送器的输出电流；Im——变送器的电流输出量程；P——变送器的输入压力值；Pm——变送器的压力输入量程；I0——变送器的输出电流起始值。
三、方差及灵敏度系数
1.灵敏度系数
2.方差
因各输入量彼此独立，合成标准不确定度uc（y）（即方差）为:
四、输入量的标准不确定度评定
1.输入量I的标准不确定度uc（I）的评定
输入量I的标准不确定度来源主要是被测差压变送器的测量不重复，可以通过连续重复测量得到测量列，采用A类方法进行评定。
在本装置正常工作的条件下，对差压变送器100kPa点做10次重复测量，得测量列（单位:
mA）:
19.992、19.995、19.996、19.996、19.996、19.998、19.997、19.997、19.998、19.998。
单次测量标准差
任意选取3台同类型差压变送器，每台分别在0kPa、50kPa、100kPa处重复性条件下连续测量10次，共得到9组测量列，每组测量列分别按上述方法计算得到单次实验标准差，如表1所示。
表1m组实验标准差计算结果
合并样本标准差:
实际测量中，在重复性条件下测量3次。
以3次测量算术平均值为测量结果，则得到:
自由度ν（I）=81
2.输入量I0标准不确定度uc（I0）
输入量I0标准不确定度主要由智能数字压力校验仪准确度、分辨率及环境温度变化引入，可根据技术说明书及相关的资料，采用B类方法评定。
对于环境湿度及连接导线的影响可忽略不计。
（1）智能过程校验仪电流信号引入的不确定度uc（I01）的评定
当智能过程校验仪测量电流信号范围为16mA时，最小读数（1个字）为0.001mA，其最大允许误差Δ=±（0.05%×16+0.001）mA=±0.009mA，区间半宽a=0.009mA，在此区间内可认为服从均匀分布，则包含因子
，可靠性为90%，自由度ν（I01）=50，则:
（2）环境温度变化对智能过程校验仪影响引入的标准不确定度uc（I02）的评定
根据资料可知温度对其的影响为:
Δ=±0.012mA/℃，当实验室温度偏离工作温度为±2℃时，可知其产生的区间半宽a=2×0.0012=0.0024mA，在此区间内可认为服从均匀分布:
包含因子
，可靠性为90%，自由度ν（I02）=50，则:
（3）智能过程校验仪的分辨率引入的标准不确定度uc（I03）的评定
智能过程校验仪的分辨率:
δx=0.001mA，可靠性为90%，自由度ν（I03）=50，由此引入的不确定度:
（4）标准不确定度uc（I0）的评定
因分量uc（I01）、uc（I02）、uc（I03）彼此独立，则:
有效自由度根据韦尔奇-萨特思韦特公式:
经计算ν（I0）≈58，取50。
3.输入量P的标准不确定度uc（P）的评定
输入量P的标准不确定度主要由智能数字压力校验仪的准确度及其分辨率引入。
可根据技术说明书及相关的资料，采用B类方法评定。
（1）智能过程校验仪准确度引入的标准不确定度uc（P1）的评定
智能过程校验仪量程为（0～100）kPa、最小读数（1个字）为0.01kPa时，其最大允许示值误差为:
Δ=±（0.05%×100+0.01）kPa=±0.06kPa，即区间半宽度a=0.06kPa，在此区间内认为服从均匀分布，
，可靠性为90%，自由度ν（P1）=50，则:
（2）智能过程校验仪分辨率引入的标准不确定度uc（P2）的评定
智能过程校验仪在（0～100）kPa，量程内的分辨率为δx=0.01kPa，则由此引入的不确定度uc（P2）=0.29×δx=0.0029kPa，可靠性为90%，则自由度ν（P2）=50。
（3）标准不确定度uc（P）的评定
因分量uc（P1）、uc（P2）彼此独立，则:
自由度根据式（3）计算:
ν（P）≈50
五、合成标准不确定度
uc（y）的评定
1.标准不确定度汇总（见表2）
表2标准不确定度汇总表
2.合成标准不确定度uc（y）的计算
3.合成标准不确定度的有效自由度νeff的计算
由式（3）计算:
νeff≈100
六、扩展不确定度的评定
按p=95%，νeff=100，查t分布表得:
kp=tp（νeff）=t95（100）=1.984，所以包含因子kp=1.984，故其扩展不确定度:
U95=kp·uc（y）=1.984×0.0078≈0.016mA
十、检定或校准结果的验证
在装置正常的工作条件下，选一台性能稳定的在装置正常的工作条件下，选一台性能稳定的京远东仪表有限公司产的压力变送器（压力量程：
1.6MPa、编号：
009876--59）作被测对象。
用本实验室检定装置对其检定得出一组数据，送陕西省计量院检定得到另一组数据列表如下：
表1：
压力变送器单位：
mV
检定点
本实验室检定装置检定数据
陕西省院检定数据
最大差值
0
0.0000
0.000
0
12.0000
10.0008
10.0005
0.0003
16.0000
16.0018
16.0016
0.0002
该氧气表最大差值为0MPa，依据JJF1033-2008《计量标准考核规范》的要求，
因为
=0.0003mV，换算成相对误差为0.03％。
又因为
=
=0.021％≈0.2％。
所以0.03％≤0.2％，故本装置检定结果的验证符合JJF1033-2008《计量标准考核规范》要求。
十一、结论
经分析与验证，本检定装置，满足JJG882-2004《压力变送器检定规程》国家计量检定规程及JJF1033-2008《计量标准考核规范》要求，（-100～160）kPa、（0～60）MPa范围内可以作为0.2级及其以下压力变送器的检定使用，（0～500）Pa范围内可以作为1.0级及其以下压力变送器的检定使用，（0～500）Pa
十二、附加说明
本装置参考文献：
1、JJG882-2004《压力变送器检定规程》
2、JJF1033-2008《计量标准考核规范》
3、JJG1059-1999《测量不确定度评定与表示》
4、智能过程效验仪检定装置使用说明书
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