级压力变送器计量标准技术报告.docx

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级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（0.5）级压力变送器检定装置

建立计量标准单位

计量标准负责人

筹建起止日期2015.10～2016.3

说明

1、申请建立计量标准应填写《计量标准技术报告》。

计量标准考核合格后由申请单位存档。

2、《计量标准技术报告》由计量标准负责人填写。

3、《计量标准技术报告》用计算机打印或墨水笔填写，要求字迹工整清晰。

一、计量标准的工作原理及其组成┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉（）

二、选用的计量标准器及主要配套设备┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉（）

三、计量标准的主要技术指标┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉（）

四、环境条件┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉（）

五、计量标准的量值溯源和传递框图┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉（）

六、计量标准的测量重复性考核┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉（）

七、计量标准的稳定性考核┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉（）

八、测量不确定度评定┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉（）

九、计量标准的测量不确定度验证┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉（）

十、结论┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉（）

十一、附加说明┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉（）

一．计量标准的工作原理及其组成

压力变送器是一种将压力变量转换为可以传送的统一输出信号的仪表，而且输出信号与压力变量之间有一给定的连续函数关系，通常为线性函数。

当前压力变送器一般为EJA型，统一输出信号为4-20mA（或1-5V）的直流电信号。

压力变送器按不同的转换原理可以分为力（力矩）平衡式、电容式，电感式等等。

负载电阻

数字电流表

压力发生器

电源

变送器

下面以常用的EJA型差压变送器为例表示其组成。

通大气

++

-

通大气

--

EJA型压力变送器检定原理图

二．选用的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

不确定度或准确度或最大允许误差

制造厂及编号

检定证书号

压力检验仪

KX8051-A

0.05级

上海瑞谷4040

省电科院

主

要

配

套

设

备

压力模块

KX8051-A

KX8051-A

KX8051-A

KX8051-A

0~60MPa

-10~10KPa

-100~100KPa

-100~250KPa

0.05级

0.05级

0.05级

0.05级

40408

40410

40411

50302

省电科院RK-2704

省电科院RK-2706

省电科院RK-2707

省电科院RK-2708

压力台

P5515

20000psi/

1400bar

1.5级

GESENSING

64789

省电科院

数字恒流源

GEDRUCK

4-20mA

0.05级

GEDRUCK

R9356

省电科院

三．计量标准的主要技术指标

压力测量范围：

0-25MPa

准确度：

0.05%

最小分辨力0.01MPa

四．环境条件

项目

要求

实际情况

结论

温度

（20±5）℃

16℃-24℃

合格

湿度

45％-75％

46％-74％

合格

五．计量标准的量值朔源和传递框图

上

级

标

准

比较法

（0.2）级压力变送器标准装置

测量范围：

0-60MPa

准确度：

0.02

黑龙江省计量检定所

本

站

标

准

比较法

压力变送器检定装置

测量范围：

0-60MPa

数字万用表4-20mA

准确度：

0.05

工

作

计

量

器

具

压力变送器

测量范围：

0-25Mpa4-20mA

准确度：

0.5及以下

六．计量标准的测量重复性考核

选择一台EJA压力变送器，准确度等级0.25，测量范围0-16Mpa，编号63120。

用压力检验仪、数字恒流源在12mA（8Mpa）检定点上等精度重复性条件做10次测量，结果如下：

序号

输出电流值（mA）xi

残差（xi-x）mA

（xi-x）2

1

11.999

0.0008

0.00000064

2

11.999

0.0008

0.00000064

3

11.999

0.0008

0.00000064

4

11.999

0.0008

0.00000064

5

12.000

0.0018

0.00000324

6

11.999

0.0008

0.00

00064

7

11.998

-0.0002

0.0000004

8

11.996

-0.0022

0.00000484

9

11.996

-0.0022

0.00000484

10

11.997

-0.0012

0.00000144

10次测量平均值（数学期望）:

x=

=11.9982mA

根据贝塞尔公式,实验标准差s（y）=

=0.001398

s（y）<合成标准不确定度uc

故计量标准的测量重复性合格。

七．计量标准的稳定性考核

选择一个计量性能稳定的被测对象：

0.5级EJA压力变送器，编号：

2109807量程0-1MPa，每间隔一个月利用该计量标准在1MPa点，做10次测量，共进行6个月，测量的数据如下表：

（测量时环境条件均在规程范围之内）

稳定性考核记录数据单位：

mA

序号

2015-10月

2015-11月

2015-12月

2016-1月

2016-2月

2016-3月

1

20.005

20.007

20.001

20.003

20.004

20.003

2

20.008

20.006

20.003

20.004

20.005

20.004

3

20.005

20.009

19.999

20.005

20.008

20.004

4

20.003

20.005

19.998

20.002

20.008

20.005

5

20

001

20.006

20.005

20.0

0

20.004

20.006

6

20.010

20.004

20.001

19.999

20.009

20.005

7

20.006

20.006

20.003

20.004

20.008

20.002

8

10.007

20.004

20.008

20.004

20.007

20.006

9

20.005

20.003

20.004

20.005

20.005

20.004

10

20.008

20.007

19.999

20.001

20.002

20.004

平均

20.0058

2

.0057

20.0021

20.0027

20.0060

20.0043

经过半年对该套计量标准的稳定性考核，最大变化量为：

20.0060-20.0021=3.9×10-3mA，小于计量标准的扩展不确定度U95，稳定性符合要求。

八．测量不确定度评定

1．概述：

测量依据：

JJG882-2004《压力变送器检定规程》

评定依据：

JJF1059-2012《测量不确定度评定与表示》

测量标准：

压力校验仪，0-60MPa，准确度0.05%rdg；

数字恒流源，4-20mA，最大允许示值误差：

0.05%rdg+0.002mA，

以上标准2015年5月经黑龙江计量所检定且合格。

被测对象：

压力变送器，（0-25）MPa,输出电流：

4-20mA，0.5级。

测量过程：

将压力变送器的高压端与压力校验仪相连，负压测通大气，24VDC电源与变送器输出相连，接好负载电阻，并与数字恒流源串联。

改变输入的压力，输出电流跟随变化。

2．数学模型：

:

变送器的电流输出误差

I：

变送器输出电流值

Im:

变送器电流输出量程

P：

输入压力值

Pm:

压力输入量程

Io:

变送器输出起始值

其中除I与

P为变量之外,其他量均为恒定量。

3．输入量的B类标准不确定度评定：

3.1数字恒流源标准不确定度u（I1）的评定

根据技术资料，该表最大允许示值误差：

0.05%rdgmA，当变送器输出20mA时，半宽为a=20×0.05%=0.01mA,按均匀分布k=

u1=

=0.0057mA

自由度

3.2压力输入量不确定度u（P）的评定

压力校验仪，0-60MPa，准确度0.05%rdg；允许误差为0.05%×16=0.008MPa，

按均匀分布k=

考虑

u2=

=0.0046MPa

自由度

3.3温度变化量不确定度u（T）的评定

根据技术资料，温度每变化1℃电流变化0.0012mA，当温度变化2℃时，按均匀分布K=

u2=

=0.017MPa

u3=

=0.0024/

=0.0014mA

4．输入量的A类标准不确定度评定：

压力变送器输出电流测量不重复性s（y）的评定：

在压力16MPa条件下，对相应的电流测量10次，结果如下：

20.013,20.011,20.009,20.011,20.012,20.011,20.012,20.009,20.010,20.013，平均值为20.011mA，实验标准差s（y）=

=0.0005mAU4=0.0005mA

自由度=9

5.合成标准不确定度的评定

5．1灵敏系数

输入电流对变送器输出误差的灵敏系数为：

c1=

1

输入压力对变送器输出误差的灵敏系数为：

c2=

-1mA/MPa

5．2合成标准不确定度的计算

设各输入变量披此独立，

合成标准不确定度u2c（y）=（C2.U2）2+（C1.U1）2+（C1.U3）2+（C1.U4）2

uc（y）=0.0075mA

6.扩展不确定度的评定

k=2U

=0.015mA

7.测量不确定度报告

压力变送器输出的测量不确定度的扩展不确定度为:

U

=0.015mAk=2

九．计量标准的测量不确定度

该计量标准的测量不确定度验证采用传递比较法，用该计量标准测量一个计量性能稳定的被测对象：

0.5级EJA变送器，编号：

2109809量程0-1MPa，在满量程点测量10次，然后用更高等级的标准（0.05）级数字恒流源在满量程点再测量10次，结果如下表：

序号

更高计量标准y0（0.02）mA

本计量标准y（0.05）mA

1

20.005

20.006

2

20.004

20.007

3

20.006

20.008

4

20.005

20.010

5

20.003

20.009

6

20.006

20.007

7

20.004

20.011

8

20.002

20.010

9

20.005

20.010

10

20.004

10.009

平均值

20.0044

20.0087

高级计量标准的扩展不确定度与本计量标准相比较可以认为很小，忽略不计：

∣y-y0∣=4.3×10-3

本计量标准k=2时扩展不确定度。

故不确定度验证合格。

十．结论

通过对检定压力变送器标准装置的不确定度系统分析评定：

计量标准的主要技术指标、重复性、稳定性达到规程JJG882-2004《压力变送器检定规程》以及JJF1033-2008《计量标准考核规范》的要求；计量标准的测量不确定度验证符合要求，可以开展0.5级及以下压力变送器的检定工作。

十一.附加说明