壓力表量值比對試驗結果不確定度評定

高禾++李德鑫++李欣++徐灝

摘要：依據JJG52-2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表檢定規程》和《2014年福建省壓力表量值比對實施方案》，在規定的環境條件下，將被測壓力表垂直安裝在標準活塞式壓力計的被測壓力表接頭上，盡量使被測和活塞壓力端面處于相同水平，密封無泄漏。

關鍵詞：壓力表；比對試驗結果；不確定度評定

一、概述

（一）試驗環境條件

溫度為24.0℃～24.5℃；相對濕度為56%。

（二）試驗方法

該標準裝置是根據帕斯卡定律，以流體靜力平衡原理為基礎來進行壓力計量的。采用直接比較法對被檢壓力表進行測量，即被檢表安裝在手動泵上與數字壓力校驗儀連接，用手動泵產生壓力，以被檢壓力表3MPa示值為指示，讀取數字壓力校驗儀示值。

二、測量模型

ΔP=P1-P2+P3+P4+P5+P6。式中：ΔP—示值誤差；P1—被檢表示值；P2—數字壓力校驗儀示值；P3—由標準器引入的分量；P4—檢定時環境溫度變化引入的分量；P5—輕敲位移引入的分量；P6—讀數引入的分量。

三、測量不確定度來源

（一）重復性測量引入的標準不確定度分量u1；

（二）標準器引入的標準不確定度分量u2；

（三）檢定時環境溫度變化引入的標準不確定度分量u3；

（四）輕敲位移引入的標準不確定度分量u4；

（五）讀數引入的標準不確定度分量u5。

四、輸入量的標準不確定度評定

（一）重復性測量引入的標準不確定度分量u1

用測量范圍為（0～6）MPa，分度值為0.1MPa的1.6級壓力表，在3MPa測量點，以數字壓力校驗儀讀數為結果，在重復性條件下連續測量10次，測得1組數據。

故標準不確定度分量u1為：

（二）標準器引入的標準不確定度分量u2

該標準器數字壓力校驗儀測量范圍（0～6）MPa，準確度等級0.05級，MPE：Δp=±0.05%×6MPa=±0.003MPa。在區間內屬于均勻分布，取k=槡3，區間半寬α=0.003MPa，則不確定度分量

（三）檢定時環境溫度變化引入的標準不確定度分量u3

根據規程要求，壓力表的檢定溫度為（20±5）℃，該溫度對標準器的影響已包含在標準器的不確定度內，此處不需要分析，這里只考慮溫度對被檢壓力表的影響，溫度影響所產生的最大誤差為kt·t·P（這里溫度系數kt=0.0004/℃，t為溫度最大偏離，P為壓力表測量點），本次檢定壓力表其測量點為3MPa，檢定時環境溫度完全控制在（20±5）℃以內，估計實際溫度偏差為：1℃，按均勻分布考慮， ，則壓力表由環境溫度引起的不確定度分量u3為：

（四）輕敲位移引入的標準不確定度分量u4

規程規定輕敲位移誤差不大于該表最大允許誤差的一半，即： ，在本次檢定過程中，輕敲位移最大值為0.04MPa，按照均勻分布考慮，取 ，則：

（五）讀數引入的標準不確定度分量u5

本次檢定，被檢表最小分度值為0.1MPa，檢定時讀數要求估讀到最小分度值的1/5，即0.02MPa，按照均勻分布考慮，取 ，則： 。

五、壓力容器存在的問題及改進建議

（一）存在的問題

1.選型不當。常見的錯誤是壓力表的量程不合適。有些企業沒有認真學習相應規程，誤認為只要量程夠大就可以使用，因此出現了選用壓力表量程過大的現象。例如，我院對某公司的一臺汽水分離器進行定期檢驗時，發現該設備的工作壓力為0.22MPa，卻安裝了1只量程為1.6MPa的壓力表。既影響了量值的準確性，又不便于讀數。

2.安裝不符合規范。（1）壓力表與壓力容器之間的閥門不符合要求。（2）沒有根據使用介質來安裝。（3）用于指示最高工作壓力的紅線刻畫不規范。（4）壓力表安裝的位置不便于讀數。

（二）改進建議

1.規范壓力表的選型和安裝環節。在選擇壓力表時，應根據具體的介質、工作壓力等參數來選擇相應種類、量程、準確度等級的壓力表。TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全監察規程》規定：壓力表盤的刻度極限值應當為設備工作壓力的1.5倍～3.0倍。壓力容器的設計壓力小于1.6MPa時，所用壓力表的準確度不低于2.5級；設計壓力大于等于1.6MPa時，所用壓力表的準確度不低于1.6級。另外，壓力表的表盤直徑不宜過小，否則會影響讀數。

壓力表安裝的位置應便于讀取數據。在壓力容器和壓力表之間安裝三通旋塞或者針型閥，閥門上還應有開啟標記和鎖緊裝置。用于腐蝕性或者高黏度介質的壓力表，還應在設備與壓力表之間安裝緩沖裝置。

2.使用單位要做好儀表的安全管理工作。使用單位應給壓力表建立技術檔案，當發現壓力表損壞時要及時更換。應按期對壓力表進行檢定，取得相應資質的單位可自行檢定，沒有資質的單位應及時送檢。避免壓力表超期運行。

加強相關操作人員和設備管理人員的技術培訓和相關法律法規的學習。提升有關人員的技術水平和安全意識。

3.提升檢驗檢測機構的服務水平。目前，大多數企業的壓力表是送到當地的計量機構進行檢定。對于計量機構而言，普通壓力表的檢定工作并不存在多高的技術難度。但也有個別檢驗人員為圖省時，存在最大量程處的穩壓時間不到3min等問題，這點值得注意并加以改進。

六、結束語

本文主要結合實際比對工作，根據JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》、JJG52-2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表檢定規程》，對壓力表試驗結果不確定度進行評定。希望結果對壓力表的檢定工作有一定的參考價值。

參考文獻：

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