压力表量值比对试验结果不确定度评定

高禾++李德鑫++李欣++徐灏

摘要：依据JJG52-2013《弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程》和《2014年福建省压力表量值比对实施方案》，在规定的环境条件下，将被测压力表垂直安装在标准活塞式压力计的被测压力表接头上，尽量使被测和活塞压力端面处于相同水平，密封无泄漏。

关键词：压力表；比对试验结果；不确定度评定

一、概述

（一）试验环境条件

温度为24.0℃～24.5℃；相对湿度为56%。

（二）试验方法

该标准装置是根据帕斯卡定律，以流体静力平衡原理为基础来进行压力计量的。采用直接比较法对被检压力表进行测量，即被检表安装在手动泵上与数字压力校验仪连接，用手动泵产生压力，以被检压力表3MPa示值为指示，读取数字压力校验仪示值。

二、测量模型

ΔP=P1-P2+P3+P4+P5+P6。式中：ΔP—示值误差；P1—被检表示值；P2—数字压力校验仪示值；P3—由标准器引入的分量；P4—检定时环境温度变化引入的分量；P5—轻敲位移引入的分量；P6—读数引入的分量。

三、测量不确定度来源

（一）重复性测量引入的标准不确定度分量u1；

（二）标准器引入的标准不确定度分量u2；

（三）检定时环境温度变化引入的标准不确定度分量u3；

（四）轻敲位移引入的标准不确定度分量u4；

（五）读数引入的标准不确定度分量u5。

四、输入量的标准不确定度评定

（一）重复性测量引入的标准不确定度分量u1

用测量范围为（0～6）MPa，分度值为0.1MPa的1.6级压力表，在3MPa测量点，以数字压力校验仪读数为结果，在重复性条件下连续测量10次，测得1组数据。

故标准不确定度分量u1为：

（二）标准器引入的标准不确定度分量u2

该标准器数字压力校验仪测量范围（0～6）MPa，准确度等级0.05级，MPE：Δp=±0.05%×6MPa=±0.003MPa。在区间内属于均匀分布，取k=槡3，区间半宽α=0.003MPa，则不确定度分量

（三）检定时环境温度变化引入的标准不确定度分量u3

根据规程要求，压力表的检定温度为（20±5）℃，该温度对标准器的影响已包含在标准器的不确定度内，此处不需要分析，这里只考虑温度对被检压力表的影响，温度影响所产生的最大误差为kt·t·P（这里温度系数kt=0.0004/℃，t为温度最大偏离，P为压力表测量点），本次检定压力表其测量点为3MPa，检定时环境温度完全控制在（20±5）℃以内，估计实际温度偏差为：1℃，按均匀分布考虑， ，则压力表由环境温度引起的不确定度分量u3为：

（四）轻敲位移引入的标准不确定度分量u4

规程规定轻敲位移误差不大于该表最大允许误差的一半，即： ，在本次检定过程中，轻敲位移最大值为0.04MPa，按照均匀分布考虑，取 ，则：

（五）读数引入的标准不确定度分量u5

本次检定，被检表最小分度值为0.1MPa，检定时读数要求估读到最小分度值的1/5，即0.02MPa，按照均匀分布考虑，取 ，则： 。

五、压力容器存在的问题及改进建议

（一）存在的问题

1.选型不当。常见的错误是压力表的量程不合适。有些企业没有认真学习相应规程，误认为只要量程够大就可以使用，因此出现了选用压力表量程过大的现象。例如，我院对某公司的一台汽水分离器进行定期检验时，发现该设备的工作压力为0.22MPa，却安装了1只量程为1.6MPa的压力表。既影响了量值的准确性，又不便于读数。

2.安装不符合规范。（1）压力表与压力容器之间的阀门不符合要求。（2）没有根据使用介质来安装。（3）用于指示最高工作压力的红线刻画不规范。（4）压力表安装的位置不便于读数。

（二）改进建议

1.规范压力表的选型和安装环节。在选择压力表时，应根据具体的介质、工作压力等参数来选择相应种类、量程、准确度等级的压力表。TSGR0004-2009《固定式压力容器安全监察规程》规定：压力表盘的刻度极限值应当为设备工作压力的1.5倍～3.0倍。压力容器的设计压力小于1.6MPa时，所用压力表的准确度不低于2.5级；设计压力大于等于1.6MPa时，所用压力表的准确度不低于1.6级。另外，压力表的表盘直径不宜过小，否则会影响读数。

压力表安装的位置应便于读取数据。在压力容器和压力表之间安装三通旋塞或者针型阀，阀门上还应有开启标记和锁紧装置。用于腐蚀性或者高黏度介质的压力表，还应在设备与压力表之间安装缓冲装置。

2.使用单位要做好仪表的安全管理工作。使用单位应给压力表建立技术档案，当发现压力表损坏时要及时更换。应按期对压力表进行检定，取得相应资质的单位可自行检定，没有资质的单位应及时送检。避免压力表超期运行。

加强相關操作人员和设备管理人员的技术培训和相关法律法规的学习。提升有关人员的技术水平和安全意识。

3.提升检验检测机构的服务水平。目前，大多数企业的压力表是送到当地的计量机构进行检定。对于计量机构而言，普通压力表的检定工作并不存在多高的技术难度。但也有个别检验人员为图省时，存在最大量程处的稳压时间不到3min等问题，这点值得注意并加以改进。

六、结束语

本文主要结合实际比对工作，根据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》、JJG52-2013《弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程》，对压力表试验结果不确定度进行评定。希望结果对压力表的检定工作有一定的参考价值。

参考文献：

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[2]张建国. 浅析工作压力表检定时遇到的问题及对策[J]. 山东工业技术，2016，22：236.

[3]屈松涛. 压力容器检验中存在问题及对策研究[J]. 科技资讯，2017，02：104-106.