汕頭市壓力表計量比對結果分析

摘 要：壓力表是工業控制和測量過程中常用的設備，在各行業應用廣泛，其準確度對于社會安全和生產工作具有重要意義。根據汕頭市市場監督管理局《關于組織開展2022年度計量比對（能力驗證）工作的通知要求》，組織開展了汕頭市壓力表計量比對工作，參比單位為汕頭市部分已建標的企業，涉及制藥、電力、軍工和檢測等代表性行業。筆者通過比對數據的匯總及分析，對壓力表檢定校準過程中的關鍵問題進行識別，并提出切實可行的解決意見及建議。

關鍵詞：壓力表，計量比對，歸一化，能力驗證，示值誤差

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.23.041

0 引 言

壓力表是工業控制和測量過程中常用的設備，在各行業應用廣泛，其準確度對于社會安全和生產工作具有重要意義。汕頭市有部分企業和第三方實驗室建立了壓力表檢定（校準）裝置計量標準并開展檢定（校準）工作。由于各技術機構管理水平、技術人員素質參差不齊，對壓力表校準過程中需要注意的技術問題把握情況也不盡相同，根據汕頭市市場監督管理局《關于組織開展2022年度計量比對（能力驗證）工作的通知要求》，組織開展了汕頭市壓力表計量比對工作。

本次比對由廣東省汕頭市質量計量監督檢測所作為主導實驗室負責組織和實施，參比單位為汕頭市部分已建標的企業，制藥企業、電力企業、軍工企業和檢測公司各1家，共計4家。

組織本次汕頭市壓力表檢定（校準）裝置計量比對活動，可以進一步了解汕頭市內已建相關計量標準的企業和部分第三方實驗室檢定（校準）壓力表的能力，規范、統一汕頭市壓力表的檢定（校準），提高市內計量技術機構的檢定（校準）能力，加強技術機構之間的技術交流，促進汕頭市計量技術機構整體能力的提高。

1 比對方案

1.1 技術方案

本次計量比對的技術依據為JJG 52—2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表檢定規程》與JJ F 1117—2 010《計量比對》技術規范等。主導實驗室為廣東省汕頭市質量計量監督檢測所，參比實驗室為汕頭市內已建相關計量標準的部分企業和第三方實驗室，參比實驗室編號為ST01～ST04。每個參比實驗室派2名具有資質的人員參加比對實驗。

1.2 傳遞標準

本次比對的傳遞標準由主導實驗室提供。主導實驗室選取了2臺測量范圍為（0～2.5）MPa的壓力表，其中1臺為備用樣品。壓力表工作介質為無腐蝕性液體。測量樣品放置于鋁箱中，并做防震包裝。比對測量前，實施機構實驗室首先獲取傳遞前的校準值。

由于本次計量比對參比實驗室較少，直接通過專人運送的方式進行樣品發送和傳遞，此種方式可以降低壓力表傳遞標準在快遞運輸過程中因震動導致的部件損壞或量值不準等情況發生的概率，能夠保證在整個比對過程中壓力表傳遞標準穩定可靠。

1.3 傳遞標準的穩定性

傳遞標準的穩定性是本次比對計劃能夠順利進行的基礎，為了避免其影響最終結果評價，確保比對中出現的任何離群結果不能歸咎于傳遞標準的穩定性[1]。為此，對于傳遞標準必須進行穩定性考核。傳遞標準傳遞開始前半年時間內實施機構對傳遞標準進行了穩定性實驗，穩定性考核合格方可開展比對。

為監控能力驗證傳遞標準在比對過程中的穩定性，在比對過程中，傳遞標準返回主導實驗室進行中間核查，獲取比對中期校準值。最后一家實驗室測量結束后由主導實驗室最后一次復核測量，獲取傳遞結束后的校準值。中間核查和復核測量與傳遞標準傳遞前的校準一樣，完全按照本次能力驗證計劃作業指導書相關技術規定進行。傳遞標準穩定性監控數據如表1所示。

1.4 傳遞方式

根據項目時間安排、控制無效比對及效率、所使用的傳遞標準類型等實際情況，本次比對采用“星形式”的傳遞方式進行。比對開始后，由主導實驗室將傳遞標準在本實驗室進行檢定，然后按照傳遞路線安排依次送至參比實驗室。由參比實驗室按規定的程序在本實驗室的標準裝置上進行測量。每個參比實驗室完成比對后，傳遞標準返回主導實驗室，由主導實驗室進行復校。主導實驗室再將傳遞標準按要求傳至下一家參比實驗室，最后返回主導實驗室。樣品傳遞方式如圖1所示。

1.5 比對試驗點

依據JJG 52—2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表》國家計量檢定規程中對后續檢定的要求，對壓力表傳遞標準在規定測量點的示值誤差進行測量。試驗選取名義壓力為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 MPa共計5個測量點。對被測樣品進行三個循環的壓力示值誤差校準試驗。

1.6 比對數據處理

檢定（校準）方法均參照JJG 52—2013檢定規程7.3.3方法進行，即以標準裝置的示值為依據，在壓力表上讀取示值[2]。示值讀取依據規程按分度值的1/5進行估讀，讀取輕敲表殼后的顯示壓力值。

測試時逐漸平穩地升壓，從低到高逐點測試，在每個壓力點記錄樣品輕敲表殼后的顯示壓力值。當完成測量上限示值校準后，切斷壓力源并耐壓一定時間，再依次逐點進行降壓校準直至零位。依此方法做3個循環，即每一個壓力點的重復測量次數均為6次。

根據測量結果，求出每一個測量壓力點的示值誤差平均值，該平均值作為參比實驗室申報的實際測量結果。數據處理的修約、有效數的取舍按照JJG 52—2013相關規定，壓力示值誤差及平均值計算結果與測量結果位數保持一致。

參比實驗室按照JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》分別對各測量點處示值誤差測量結果進行不確定度評定（包含因子取k =2），并對影響測量結果的不確定度分量、評定方法做出必要的說明。

2 比對結果

2.1 參考值及其不確定度

2.1.1 參考值及其量值溯源圖

在比對開始前和在每個參比實驗室完成比對后，傳遞標準返回主導實驗室時，主導實驗室均對傳遞標準進行測量。取5次測量的平均值作為本次計量比對的參考值。傳遞標準（A）的示值誤差參考值如表2所示。參考值的量值溯源如圖2所示。