精密压力表主要用来校验工业用普通压力表,也可用于高精度压力测量。随着精密表产品的变化和检定工作的深入开展,原检定规程JJG49——1999《弹簧管式精密压力表和真空表》存在一些不适应的地方,国家质量监督检验检疫总局于2013年6月27日发布了新规程JJG49——2013《弹性元件式精密压力表和真空表》,用于弹性元件式精密压力表和真空表的检定工作。对新版检定规程中新增、改动以及删除的内容进行分析研究,有助于检定人员更好地理解、掌握和应用。通过新规程的实际使用,发现仍存在不合理之处,对此进行研究并提出意见及建议。
0.引言
精密压力表是压力测量测试、检测校验、检验检定等压力参数相关领域中最常用的一种计量标准器,其量值不准将会直接影响测量、检定的质量。针对精密压力表的JJG49——2013《弹性元件式精密压力表和真空表》国家计量检定规程已于2013年6月27日颁布,2013年12月27日正式实施,替换JJG49——1999《弹簧管式精密压力表和真空表》国家计量检定规程。新规程采用了国际法制计量组织(OIML)国际R109《带有弹性元件的压力表和真空表(标准仪表)》的部分内容,在JJG49——1999的基础上修订而成。
1.修订必要性研究
1.1不符合《国家计量检定规程管理办法》的要求JJG49——1999《弹簧管式精密压力表和真空表》国家计量检定规程已实施十多年,远远超过3~5年的修订期限,其中有部分内容不符合《国家计量检定规程管理办法》的要求。按照《国家计量检定规程管理办法》,国家计量检定规程必须符合JJF1001—1998《通用计量术语及定义》、JJF1002——2010国家计量检定规程编写规则》和JJF1059——2012《测量不确定度评定与表示》等有关规定。
1.2弹性元件式精密压力表的检定需求
弹性元件式精密压力表的品种规格越来越多,而原规程有其局限性,覆盖面小。为此,有必要制定一个能适合各种形式的弹性元件式精密压力表检定的国家计量检定规程。
1.3适应精密压力表国家新标准
精密压力表国家新标准GB/T12272010
《精密压力表》已经颁布,规程的有些要求应该与新标准协调。
鉴于以上原因,很有必要制定一个新的《弹性元件式精密压力表和真空表》国家计量检定规程,以适应我国压力量值传递和溯源的需要。
2.主要修订内容分析
2.1新增加的内容分析
2.1.1新增“引言”
按JJF1002——2010《国家计量检定规程编写规则》引言为必备内容的要求[3],增加了“引言”部分的内容,在“引言”中介绍了修订的依据以及规程的主要技术变化。
2.1.2新增“引用文献”
新规程增加了“引用文献,’的内容,引用了JJF1008——2008《压力计量名词术语及定义》和GB/T1227——2010《精密压力表》两个文件。
2.1.3新增“术语和计量单位”
新规程增加了“术语和计量单位”的内容,术语中定义了弹性元件式压力表和弹性形变两个概念,计量单位规定了精密表使用的法定计量单位为Pa(帕斯卡)和它的十进制倍单位。
2.1.4新增“零位误差”
新规程在“计量性能要求”中增加了“零位误差”的内容,相应地在“检定方法”中增加了“零位误差检定”,规定了零位误差检定应在示值误差检定前后各做一次,且必须在精密压力表内腔通大气的情况下进行。
2.1.5新增“检定项目表”
新规程增加了首次检定、后续检定和使用中检査的检定项目表,检定项目包括外观、零位误差、示值误差、回程误差、轻敲位移和指针偏转平稳性6项,相比原规程增加了零位误差的检定,在检定时机上除了使用中检査时不进行外观检査外,其余项目均为应检项目。
2.1.6新增附录“检定证书检定结果页格式在原有附录C“精密表检定证书内页格式”的基础上增加了附录“检定证书检定结果页格式”,出具检定证书时,在该页列出外观、零位误差、示值误差等6个检定项目的结果以及检定结论。
2.2改动的内容分析
2.2.1规程的适用范围
新规程内容适用于所有弹性元件式精密压力表和真空表的检定。弹性元件式精密压力表按照弹性敏感元件不同分为弹簧管式、膜盒式、膜片式和波纹管式等,扩大了规程的适用范围。
2.2.2准确度等级及最大允许误差表
在原规程中,表1的名称为“准确度等级及允许误差表”,新规程改为了“准确度等级及最大允许误差表”,使用最大允许误差表征更准确和规范。新规程在表1的备注中明确规定了0.6级为降级使用的精密压力表;精密表最大允许误差应按其量程的百分比计算。
如测量范围为0~60MPa,准确度等级为0.25级的精密压力表最大允许误差=±A%(上限-下限)=±0.25%x(60-0)=±0.15MPa。
2.2.3对标准器的误差要求
检定精密压力表时标准器的最大允许误差绝对值不得大于被检精密表最大允许误差绝对值的1/4。原规程中注明:检定0.16级精密表可选用0.05级标准,新规程中则没有,应严格按照1/4原则选择标准器。
如判断0.05级16MPa数字压力计是否可以检定0.25级10MPa精密压力表:数字压力计最大允许误差M1=±0.05%x(16-0)=±0.008MPa精密压力表最大允许误差M2=±0.25%x(10-0)=±0.025MPa
IM1>+M2,所以0.05级16MPa数字压力计
不能检定0.25级10MPa精密压力表。
分析可得:用满量程准确度计算的压力标准,必须要按照最大允许误差的1/4进行计算,不能简单地按照等级的1/4选择标准器,只有当标准器与被检表同量程时才能直接用等级的1/4判断。本例中若选用0.05级10MPa的数字压力计可以检定0.25级10MPa精密压力表。
精密压力表作为标准器检定一般压力表时也应严格按照1/4原则进行判定。
2.2.4检定用工作介质
新规程中规定了按精密压力表不同测量上限规定用工作介质不同,比原规程进行了细化,对比如表1所示。
2.2.5液柱高度差修正
示值误差检定时,新规程规定:选用液体为工作介质的压力标准器检定精密表时,应使精密表指针轴与压力标准器测压点处在同一水平面上,当液柱高度差产生的压力值超过被检表最大允许误差绝对值的1/10时,应对由此产生的示值误差进行修正。
对于液柱高度差修正,新旧规程有两方面不同:原规程规定测量范围在0.6MPa时才需要进行修正,新规程则需要计算;原规程修正方法只提到了在活塞上砝码,新规程增加了示值修正的方法。
要进行液柱高度差修正,必须了解不同压力仪表的参考位置:弹簧管式压力表的参考位置为指针中心轴所在的水平面;活塞式压力计的参考位置为活塞在工作位置时活塞杆下端面所在的水平面;数字压力计的参考位置为其感压元件所在的水平面。
当精密压力表参考位置高于活塞压力计参考位置时,有3种方法对压力值进行修正:在活塞的承重盘上加放相当于该压力值的小砝码;将被检精密压力表的读数加上修正值作为最终数据;将活塞压力计标准压力值减去修正值作为标准压力值。
2.2.6检定及记录
示值误差检定增加:真空表测量上限的检定点按当地大气压90%以上选取。
回程误差检定新规程强调了回程误差检定是在示值误差检定时进行,且为同一检定点升压、降压轻敲表壳后被检精密表示值之差的绝对值,而原规程仅表述为示值之差,缺少绝对值的描述。
检定记录表格的表头表述进行了部分修改,如第10列由“检定点示值的最大值与最小值之差”修改为“回程误差”;第12列由“检定点各次的读数与该点标称值的最大偏差”修改为“示值误差”。
2.3删除的内容分析
删除了测量范围上限。在原规程的“范围”中规定测量范围上限为-0.1~250MPa,新规程删除了对测量范围的要求。
删除了0.06级精密压力表内容。精密压力表国家标准GB/T12272010《精密压力表》明确规
定了精密压力表的准确度等级产品分类,其中不包
含0.06级精密表。实际上GB/T1227——2002中就
已取消了0.06级精密表,在2013年修订的检定规程中才删除了0.06级精密压力表的相关内容。
3)删除了附录“精密压力表允许误差计算值一ll々?=fcl,,。
3.意见及建议
新版精密压力表检定规程JJG492013已经开始实施,通过认真学习、新旧对比以及实际使用,认为新规程在逻辑性和可操作性方面有了很大进步,可是仍然存在一些不合理的地方,通过检定研究,本文对零位误差检定和示值误差检定两个方面提出意见和建议。
3.1关于“零位误差检定”
“零位误差”是新规程引进的概念,包含零点的示值误差、无调零装置的要求、微调器的要求3方面内容,在原规程中均有相应要求;新规程将3个内容合并为“零位误差”,体现了对零点的重视,零点准确与否严重影响精密压力表的性能。新规程针对“零位误差”概念增加了“零位误差检定”方法,在检定证书检定结果页列出了“零位误差”结果,可是在附录A检定记录表格式中却没有“零位误差”记录,如图1所示。
零点的示值误差检定可以在数据表格中加入标准器的压力值为0的数据行,建议在检定结果栏加入一项“零位误差”,以记录“零位误差”的检定结果。3.2关于“示值误差检定”
新规程中关于示值误差的定义:“轻敲前、后被检精密表示值与标准器示值之差即为该检定点的示值误差”,按字面理解轻敲前和轻敲后的示值与标准器示值之差均为该点示值误差,实际使用中应该是两个差值中绝对值较大的那个作为该点示值误差,因此建议对于示值误差的定义修改为“轻敲前、后被检精密表示值与标准器示值之差中绝对值较大的差值即为该检定点的示值误差”。
新规程中关于轻敲位移的定义:“轻敲位移是在示值误差检定时进行,同一检定点轻敲精密表外壳前与轻敲精密表外壳后指针位移变化所引起的示值变动量即为轻敲位移数”。从规程理解,轻敲位移是一个绝对值,没有正负,而检定记录表中仅仅记录了轻敲后被检表示值,这就导致了从检定记录中无法看出被检表轻敲前示值,无法判断被检表轻敲前差值,那“较大差值”即“示值误差”也就无从判断。要解决这个问题有两个方法:
在图1的检定记录中增加轻敲前被检表示值—栏,那就可以解决上述问题,但是增加了原始记录的工作量。
重新定义一下“轻敲位移”,既然是位移就应该有方向,要有正负,定义轻敲位移=轻敲后示值-轻敲前示值,那么轻敲前的示值不用记录在记录表上也可以推算出来。
4.结束语
弹性元件式精密压力表具有结构简单、使用维护方便、工作安全可靠、检测范围广、价格低廉、容易读数、具有足够的检测精度和示值稳定性等特点,在压力检测中得到广泛应用。新版精密压力表检定规程JJG49——2013的实施为弹性元件式精密压力表的检定提供了依据,适应我国压力量值传递和溯源的需要。通过对新规程的理解和学习,对于正确开展精密压力检定工作格外重要。在对精密表多年检定经验的基础上,对新规程提出了意见和建议,使得规程具有更好的逻辑性和可操作性。 |