內(nèi)容編輯壓力變送器檢定標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用初探
國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局于 2004 年 12 月 1日頒布實(shí)施了 JJG 882-2004 壓力變送器檢定規(guī)范，明確規(guī)定了壓力變送器的檢定要求，為工業(yè)企業(yè)壓力變送器的檢定提供了科學(xué)、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)原則， 并與 2008 年 9 月 1 日頒布實(shí)施了 JJF 1033-2008 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范，對(duì)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的建立、考核做出了詳細(xì)的規(guī)定。
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，國(guó)內(nèi)外在壓力計(jì)量測(cè)試技術(shù)和控制系統(tǒng)中，已廣泛采用現(xiàn)代測(cè)試技術(shù) , 從而使壓力傳感器應(yīng)運(yùn)而生。 壓力傳感器是一種能夠感受（或相應(yīng)）壓力物理量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)輸出的器件或裝置，當(dāng)輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力信號(hào)時(shí)，則稱為壓力變送器 [1] 。 可見(jiàn)壓力變送器是一種將壓力變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的儀表，而且其輸出信號(hào)與壓力變量之間有一給定的連續(xù)函數(shù)關(guān)系（通常為線性函數(shù)）。 其主要用于工業(yè)過(guò)程壓力參數(shù)的測(cè)量和控制，在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中發(fā)揮著日益重要的作用。
隨著勝利埕島油田的深入開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)自動(dòng)化程度的逐年提高，壓力變送器被廣泛應(yīng)用于海上油井生產(chǎn)監(jiān)控、地面輸送和儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備中，已經(jīng)有千余件各類壓力變送器投入原油生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，在原油生產(chǎn)中起到了不可替代的作用。 為了對(duì)原油生產(chǎn)控制提供可靠、穩(wěn)定的信號(hào)數(shù)據(jù)，保證原油生產(chǎn)平穩(wěn)、安全運(yùn)行，對(duì)壓力變送器的安全、準(zhǔn)確檢定，需要找到有一種符合 JJG 882-2004 國(guó)家規(guī)范要求， 安全、穩(wěn)定、準(zhǔn)確度高、自動(dòng)化程度密集、可操作性強(qiáng)的檢定系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)油田壓力變送器的檢定工作。
壓力變送器概述
1 壓力變送器組成
壓力變送器有電動(dòng)和氣動(dòng)兩大類。 電動(dòng)壓力變送器標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)主要為 0～10mA 和 4～20mA （或1～5V ）的直流電信號(hào)。 氣動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)主要為20～100kPa 的氣體壓力。
壓力變送器通常由兩部分組成：感壓?jiǎn)卧⑿盘?hào)處理轉(zhuǎn)換單元。有些變送器增加了顯示單元。有些還有現(xiàn)場(chǎng)總線功能。 壓力變送器的結(jié)構(gòu)原理如圖 1 所示 [2] 。
稱重壓力變送器
壓力變送器可分為電容式、諧振式、壓阻式、力（力矩）平衡式、電感式和應(yīng)變式等。目前埕島油田在用的主要是兩線制壓阻式電動(dòng)壓力變送器 （有些配有顯示單元），輸出信號(hào)為 4～20mA。
2 壓力變送器原理
力學(xué)傳感器的種類繁多，應(yīng)用Zui廣的是壓阻式壓力傳感器，它具有低價(jià)格、高精度以及較好的線性特征。
電阻應(yīng)變片是一種將被測(cè)件上的應(yīng)變轉(zhuǎn)換成一電信號(hào)的敏感器件，它是壓阻式應(yīng)變傳感器的核心。應(yīng)變片的工作原理是應(yīng)變效應(yīng)，即利用導(dǎo)體被壓縮或拉伸等所引起的機(jī)械變形而使其電參數(shù)（如阻值）發(fā)生相應(yīng)變化。 為了把被變換量轉(zhuǎn)換成應(yīng)變，需要一定的敏感元件，稱之為彈性元件 [3] 。 通常是將應(yīng)變片通過(guò)特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化，并通過(guò)后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路（通常是 A/D 轉(zhuǎn)換和CPU 顯示）或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。 金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示：
R=ρ×L/S
式中 ρ —金屬導(dǎo)體的電阻率（ Ω · cm 2 /m ）
S —導(dǎo)體的截面積（ cm 2 ）
L —導(dǎo)體的長(zhǎng)度（ m ）
以金屬絲應(yīng)變電阻為例，當(dāng)金屬絲受外力作用時(shí)，其長(zhǎng)度和截面積都會(huì)發(fā)生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會(huì)發(fā)生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長(zhǎng)時(shí)，其長(zhǎng)度增加，而截面積減少，電阻值便會(huì)增大。 當(dāng)金屬絲受外力作用而壓縮時(shí)，長(zhǎng)度減小而截面增加，電阻值則會(huì)減小。 只要測(cè)出加在電阻上電壓的變化，即可獲得應(yīng)變金屬絲的應(yīng)變情況。
3 壓力變送器檢定時(shí)的設(shè)備連接方式
（ 1 ）輸出部分連接
輸出部分按正常電路回路接線， 負(fù)載電阻原則上 ≥250Ω ，電源電壓 24V ，如圖 2 所示。
稱重壓力變送器
（ 2 ）輸入部分連接
按照檢定裝置流程規(guī)定進(jìn)行連接，如圖 3 所示。
稱重壓力變送器
JJG 882-2004 關(guān)于壓力變送器檢定的要求 [2]
1 環(huán)境條件
（ 1 ）環(huán)境溫度：（ 20±5 ） ℃ ，每 10min 變化不大于1℃ ，相對(duì)濕度： 45%～75% 。
（ 2 ）環(huán)境應(yīng)無(wú)影響輸出穩(wěn)定的機(jī)械震動(dòng)。
（ 3 ）環(huán)境周圍除地磁場(chǎng)外，無(wú)影響變送器正常工作的外磁場(chǎng)。
2 電源電流條件
交流供電的壓力變送器， 其變化值不超過(guò)額定值的 ±1% ，頻率變化不超過(guò)額定值的 ±1% 。 直流供電壓力變送器， 24V 其電壓變化不超過(guò)額定值 ±1% 。 直流電流表 0.01～0.05 級(jí)。
3 檢定設(shè)備條件
壓力標(biāo)準(zhǔn)器 0.02 級(jí) ～0.01 級(jí)。 成套后的標(biāo)準(zhǔn)器，包括整個(gè)檢定設(shè)備在內(nèi)檢定時(shí)引入的擴(kuò)展不確定度U95 應(yīng)不超過(guò)被檢壓力變送器Zui大允許誤差絕對(duì)值的 1/4 。 對(duì) 0.1 級(jí)和 0.05 級(jí)壓力變送器，由此引入的擴(kuò)展不確定度 U95 應(yīng)不超過(guò)被檢壓力變送器Zui大允許誤差絕對(duì)值的 1/3 [2] 。
HX6100 多功能智能壓力檢定系統(tǒng)概述
1 系統(tǒng)概述
HX6100 多功能智能壓力檢定系統(tǒng)是按 JJG882-2004 要求設(shè)計(jì)，以高精度多量程數(shù)字壓力計(jì)為主體，配備獨(dú)立電動(dòng)自動(dòng)造壓系統(tǒng)（液壓、氣壓、真空）及電壓電流輸出、測(cè)量部分構(gòu)成，具有全量程壓力測(cè)量、直流電壓、電流、開(kāi)關(guān)量測(cè)量和 24V 輸出等諸多功能，具有獨(dú)立大屏幕 LCD 顯示窗，操作直觀，各造壓系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、不易泄漏且穩(wěn)定速度快， 主要用于壓力變送器檢定也可用于精密壓力表、普通壓力表的檢定，自動(dòng)化程度高。
2 系統(tǒng)組成
（ 1 ）測(cè)量范圍和精度
HX6100 多功能智能壓力檢定系統(tǒng)測(cè)量范圍及精度根據(jù)所選壓力模塊，可滿足 -0.1～60MPa 壓力測(cè)量。
電流測(cè)量：（ 0～25 ） mA ； 靈敏度 1μA ； 準(zhǔn)確度0.03%RD+0.02%F.S 。 符合 JJG882-2004 關(guān)于電流測(cè)量要求。
電壓測(cè)量：（ 0～25 ） V ； 靈敏度 1mV ； 準(zhǔn)確度0.03%RD+0.02%F.S 。
DC24V 輸出：儀表電源（ ≤1000mA ）；準(zhǔn)確度1%F.S 。 符合 JJG 882-2004 關(guān)于電源電壓要求。
系統(tǒng)工作環(huán)境：環(huán)境溫度（ 20±5 ） ℃ ；相對(duì)濕度 ≤80% 。 符合 JJG 882-2004 關(guān)于環(huán)境條件的要求。
（ 2 ）電動(dòng)壓力源造壓參數(shù)
電動(dòng)氣壓源：造壓范圍（ 0～1.2 ） MPa ，連續(xù)可調(diào)，通過(guò)手動(dòng)增壓可調(diào)節(jié)到 2.5MPa 。 穩(wěn)定度： 0.05%F.S 。
電動(dòng)液壓源：造壓范圍（ 0～60 ） MPa ，連續(xù)可調(diào)，穩(wěn)定度： 0.05%F.S 。
電動(dòng)真空源：造壓范圍（ -0.098～0 ） MPa ，連續(xù)可調(diào)，穩(wěn)定度： 0.05%F.S 。
符合 JJG 882-2004 關(guān)于壓力標(biāo)準(zhǔn)器的要求。
（ 3 ）系統(tǒng)不確定度
對(duì)于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所用的 0.2 級(jí)壓力變送器， 其允許誤差限的絕對(duì)值為 0.032mA ， 實(shí)驗(yàn)室測(cè)得該系統(tǒng)總的擴(kuò)展不確定度為 0.0068mA ，不超過(guò)被檢壓力變送器Zui大允許誤差絕對(duì)值的 1/4 。 根據(jù) JJG 882-2004 ，該系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)器的選擇符合規(guī)范要求。
3 系統(tǒng)工作原理
以高精度多量程智能數(shù)字壓力計(jì)為主體，配備電動(dòng)造壓系統(tǒng)和電壓、電流輸出及測(cè)量部分，構(gòu)成多功能壓力變送器檢定系統(tǒng)，校驗(yàn)時(shí)，將數(shù)字壓力模塊和被檢壓力變送器接入與校驗(yàn)系統(tǒng)管路相連的快速接頭，升壓閥調(diào)節(jié)升壓，卸壓閥調(diào)節(jié)降壓（儀表回檢過(guò)程使用），利用調(diào)節(jié)閥精確調(diào)節(jié)至所需壓力值，壓力信號(hào)施加于壓力模塊，輸出相應(yīng)響應(yīng)電信號(hào)，經(jīng)放大后進(jìn)行 A/D 變換 , 由微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、修正和校正，由智能數(shù)字壓力計(jì)顯示壓力值，通過(guò)比對(duì)法比較標(biāo)準(zhǔn)壓力、 輸出電流與被檢表示值。 如圖 4 所示。
稱重壓力變送器
JJG 882-2004 壓力變送器檢定規(guī)范在 HX6100 系統(tǒng)中的應(yīng)用
1 系統(tǒng)重復(fù)性誤差實(shí)驗(yàn)
選一臺(tái)性能穩(wěn)定可靠的壓力變送器 （型號(hào) :3051 、量程： 0～10MPa 、輸出電流：（ 4～20 ） mA 、 0.2 級(jí)、編號(hào)： 4761056 ）作被測(cè)對(duì)象。
根據(jù) JJG 882-2004 檢定規(guī)程提供的方法 , 對(duì)輸出量程 100% 處（ 20mA ）的檢定點(diǎn) , 在重復(fù)條件下連續(xù)測(cè)量 10 次 , 分別以升壓和降壓的方式各測(cè)量 5次，計(jì)算測(cè)量值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差。測(cè)量結(jié)果如表 1 所示。
稱重壓力變送器
計(jì)算結(jié)果 :S(A)=0.001 2mA S(P)=0.000 8Mpa
本裝置重復(fù)性誤差小于Zui大允許誤差的絕對(duì)值0.032mA ， 所以本系統(tǒng)的重復(fù)性誤差是符合 JJG882-2004 規(guī)程要求的 [4] 。
2 系統(tǒng)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
每隔 1 個(gè)月， 用該標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行一組 6 次的測(cè)量，取其算術(shù)平均值作為該組的測(cè)量結(jié)果。 共觀測(cè) 5組。 測(cè)量結(jié)果之差，作為穩(wěn)定性指標(biāo)。 穩(wěn)定性應(yīng)小于計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展不確定度。 用上述壓力變送器做被測(cè)對(duì)象。 在 10MPa （ 20mA ）測(cè)得數(shù)據(jù)如表 2 所示。
│A 平均 (max)-A 平均 (min)│=0.0007mA
│P 平均 (max)-P 平均 (min)│=0.000 5Mpa
稱重壓力變送器
該裝置穩(wěn)定性小于系統(tǒng)擴(kuò)展不確定度 0.006 8mA ，所以本系統(tǒng)的重復(fù)性誤差是符合 JJG 882-2004要求的 [4] 。
3 系統(tǒng)不確定度驗(yàn)證
采用傳遞比較法對(duì)不確定度進(jìn)行驗(yàn)證。 用上述壓力變送器作被測(cè)對(duì)象。 本系統(tǒng)檢定裝置（ 0.05 級(jí)，擴(kuò)展不確定度 0.006 8mA ） 與上一級(jí)檢測(cè)站（ 0.02級(jí)，擴(kuò)展不確定度 0.004 6mA ）的檢定裝置測(cè)量被測(cè)壓力變送器 , 對(duì)比結(jié)果如表 3 所示。
稱重壓力變送器
稱重壓力變送器
稱重壓力變送器 ，符合 JJF 1033－2008 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范要求，系統(tǒng)測(cè)量不確定度得到驗(yàn)證 [4] 。
結(jié) 語(yǔ)
HX6100 多功能智能壓力檢定系統(tǒng)是以高精度多量程數(shù)字壓力計(jì)為主體，準(zhǔn)確度高，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用評(píng)價(jià)， 該 0.05 級(jí)壓力變送器檢定系統(tǒng)不確定度、穩(wěn)定性、重復(fù)性符合 JJG 882-2004 壓力變送器檢定規(guī)范和 JJF 1033－2008 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范要求， 在壓力變送器檢定中具有較好的準(zhǔn)確性、 穩(wěn)定性和實(shí)用性，可以有效的減輕壓力變送器的檢定工作強(qiáng)度。
[ 參考文獻(xiàn) ]
[1] 羅來(lái)勇 . 壓力計(jì)量手冊(cè) [M]. 濟(jì)南 : 山東大學(xué)出版社 ,1992.
[2] JJG 882-2004 壓力變送器 [S].
[3] 王立吉 . 計(jì)量學(xué)基礎(chǔ) ( 修訂版 )[M]. 北京 : 中國(guó)計(jì)量出版社 ,1997.
[4] JJF 1033-2008 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范 [S].
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，國(guó)內(nèi)外在壓力計(jì)量測(cè)試技術(shù)和控制系統(tǒng)中，已廣泛采用現(xiàn)代測(cè)試技術(shù) , 從而使壓力傳感器應(yīng)運(yùn)而生。 壓力傳感器是一種能夠感受（或相應(yīng)）壓力物理量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)輸出的器件或裝置，當(dāng)輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力信號(hào)時(shí)，則稱為壓力變送器 [1] 。 可見(jiàn)壓力變送器是一種將壓力變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的儀表，而且其輸出信號(hào)與壓力變量之間有一給定的連續(xù)函數(shù)關(guān)系（通常為線性函數(shù)）。 其主要用于工業(yè)過(guò)程壓力參數(shù)的測(cè)量和控制，在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中發(fā)揮著日益重要的作用。
隨著勝利埕島油田的深入開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)自動(dòng)化程度的逐年提高，壓力變送器被廣泛應(yīng)用于海上油井生產(chǎn)監(jiān)控、地面輸送和儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備中，已經(jīng)有千余件各類壓力變送器投入原油生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，在原油生產(chǎn)中起到了不可替代的作用。 為了對(duì)原油生產(chǎn)控制提供可靠、穩(wěn)定的信號(hào)數(shù)據(jù)，保證原油生產(chǎn)平穩(wěn)、安全運(yùn)行，對(duì)壓力變送器的安全、準(zhǔn)確檢定，需要找到有一種符合 JJG 882-2004 國(guó)家規(guī)范要求， 安全、穩(wěn)定、準(zhǔn)確度高、自動(dòng)化程度密集、可操作性強(qiáng)的檢定系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)油田壓力變送器的檢定工作。
壓力變送器概述
1 壓力變送器組成
壓力變送器有電動(dòng)和氣動(dòng)兩大類。 電動(dòng)壓力變送器標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)主要為 0～10mA 和 4～20mA （或1～5V ）的直流電信號(hào)。 氣動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)主要為20～100kPa 的氣體壓力。
壓力變送器通常由兩部分組成：感壓?jiǎn)卧⑿盘?hào)處理轉(zhuǎn)換單元。有些變送器增加了顯示單元。有些還有現(xiàn)場(chǎng)總線功能。 壓力變送器的結(jié)構(gòu)原理如圖 1 所示 [2] 。
稱重壓力變送器
壓力變送器可分為電容式、諧振式、壓阻式、力（力矩）平衡式、電感式和應(yīng)變式等。目前埕島油田在用的主要是兩線制壓阻式電動(dòng)壓力變送器 （有些配有顯示單元），輸出信號(hào)為 4～20mA。
2 壓力變送器原理
力學(xué)傳感器的種類繁多，應(yīng)用Zui廣的是壓阻式壓力傳感器，它具有低價(jià)格、高精度以及較好的線性特征。
電阻應(yīng)變片是一種將被測(cè)件上的應(yīng)變轉(zhuǎn)換成一電信號(hào)的敏感器件，它是壓阻式應(yīng)變傳感器的核心。應(yīng)變片的工作原理是應(yīng)變效應(yīng)，即利用導(dǎo)體被壓縮或拉伸等所引起的機(jī)械變形而使其電參數(shù)（如阻值）發(fā)生相應(yīng)變化。 為了把被變換量轉(zhuǎn)換成應(yīng)變，需要一定的敏感元件，稱之為彈性元件 [3] 。 通常是將應(yīng)變片通過(guò)特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化，并通過(guò)后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路（通常是 A/D 轉(zhuǎn)換和CPU 顯示）或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。 金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示：
R=ρ×L/S
式中 ρ —金屬導(dǎo)體的電阻率（ Ω · cm 2 /m ）
S —導(dǎo)體的截面積（ cm 2 ）
L —導(dǎo)體的長(zhǎng)度（ m ）
以金屬絲應(yīng)變電阻為例，當(dāng)金屬絲受外力作用時(shí)，其長(zhǎng)度和截面積都會(huì)發(fā)生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會(huì)發(fā)生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長(zhǎng)時(shí)，其長(zhǎng)度增加，而截面積減少，電阻值便會(huì)增大。 當(dāng)金屬絲受外力作用而壓縮時(shí)，長(zhǎng)度減小而截面增加，電阻值則會(huì)減小。 只要測(cè)出加在電阻上電壓的變化，即可獲得應(yīng)變金屬絲的應(yīng)變情況。
3 壓力變送器檢定時(shí)的設(shè)備連接方式
（ 1 ）輸出部分連接
輸出部分按正常電路回路接線， 負(fù)載電阻原則上 ≥250Ω ，電源電壓 24V ，如圖 2 所示。
稱重壓力變送器
（ 2 ）輸入部分連接
按照檢定裝置流程規(guī)定進(jìn)行連接，如圖 3 所示。
稱重壓力變送器
JJG 882-2004 關(guān)于壓力變送器檢定的要求 [2]
1 環(huán)境條件
（ 1 ）環(huán)境溫度：（ 20±5 ） ℃ ，每 10min 變化不大于1℃ ，相對(duì)濕度： 45%～75% 。
（ 2 ）環(huán)境應(yīng)無(wú)影響輸出穩(wěn)定的機(jī)械震動(dòng)。
（ 3 ）環(huán)境周圍除地磁場(chǎng)外，無(wú)影響變送器正常工作的外磁場(chǎng)。
2 電源電流條件
交流供電的壓力變送器， 其變化值不超過(guò)額定值的 ±1% ，頻率變化不超過(guò)額定值的 ±1% 。 直流供電壓力變送器， 24V 其電壓變化不超過(guò)額定值 ±1% 。 直流電流表 0.01～0.05 級(jí)。
3 檢定設(shè)備條件
壓力標(biāo)準(zhǔn)器 0.02 級(jí) ～0.01 級(jí)。 成套后的標(biāo)準(zhǔn)器，包括整個(gè)檢定設(shè)備在內(nèi)檢定時(shí)引入的擴(kuò)展不確定度U95 應(yīng)不超過(guò)被檢壓力變送器Zui大允許誤差絕對(duì)值的 1/4 。 對(duì) 0.1 級(jí)和 0.05 級(jí)壓力變送器，由此引入的擴(kuò)展不確定度 U95 應(yīng)不超過(guò)被檢壓力變送器Zui大允許誤差絕對(duì)值的 1/3 [2] 。
HX6100 多功能智能壓力檢定系統(tǒng)概述
1 系統(tǒng)概述
HX6100 多功能智能壓力檢定系統(tǒng)是按 JJG882-2004 要求設(shè)計(jì)，以高精度多量程數(shù)字壓力計(jì)為主體，配備獨(dú)立電動(dòng)自動(dòng)造壓系統(tǒng)（液壓、氣壓、真空）及電壓電流輸出、測(cè)量部分構(gòu)成，具有全量程壓力測(cè)量、直流電壓、電流、開(kāi)關(guān)量測(cè)量和 24V 輸出等諸多功能，具有獨(dú)立大屏幕 LCD 顯示窗，操作直觀，各造壓系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、不易泄漏且穩(wěn)定速度快， 主要用于壓力變送器檢定也可用于精密壓力表、普通壓力表的檢定，自動(dòng)化程度高。
2 系統(tǒng)組成
（ 1 ）測(cè)量范圍和精度
HX6100 多功能智能壓力檢定系統(tǒng)測(cè)量范圍及精度根據(jù)所選壓力模塊，可滿足 -0.1～60MPa 壓力測(cè)量。
電流測(cè)量：（ 0～25 ） mA ； 靈敏度 1μA ； 準(zhǔn)確度0.03%RD+0.02%F.S 。 符合 JJG882-2004 關(guān)于電流測(cè)量要求。
電壓測(cè)量：（ 0～25 ） V ； 靈敏度 1mV ； 準(zhǔn)確度0.03%RD+0.02%F.S 。
DC24V 輸出：儀表電源（ ≤1000mA ）；準(zhǔn)確度1%F.S 。 符合 JJG 882-2004 關(guān)于電源電壓要求。
系統(tǒng)工作環(huán)境：環(huán)境溫度（ 20±5 ） ℃ ；相對(duì)濕度 ≤80% 。 符合 JJG 882-2004 關(guān)于環(huán)境條件的要求。
（ 2 ）電動(dòng)壓力源造壓參數(shù)
電動(dòng)氣壓源：造壓范圍（ 0～1.2 ） MPa ，連續(xù)可調(diào)，通過(guò)手動(dòng)增壓可調(diào)節(jié)到 2.5MPa 。 穩(wěn)定度： 0.05%F.S 。
電動(dòng)液壓源：造壓范圍（ 0～60 ） MPa ，連續(xù)可調(diào)，穩(wěn)定度： 0.05%F.S 。
電動(dòng)真空源：造壓范圍（ -0.098～0 ） MPa ，連續(xù)可調(diào)，穩(wěn)定度： 0.05%F.S 。
符合 JJG 882-2004 關(guān)于壓力標(biāo)準(zhǔn)器的要求。
（ 3 ）系統(tǒng)不確定度
對(duì)于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所用的 0.2 級(jí)壓力變送器， 其允許誤差限的絕對(duì)值為 0.032mA ， 實(shí)驗(yàn)室測(cè)得該系統(tǒng)總的擴(kuò)展不確定度為 0.0068mA ，不超過(guò)被檢壓力變送器Zui大允許誤差絕對(duì)值的 1/4 。 根據(jù) JJG 882-2004 ，該系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)器的選擇符合規(guī)范要求。
3 系統(tǒng)工作原理
以高精度多量程智能數(shù)字壓力計(jì)為主體，配備電動(dòng)造壓系統(tǒng)和電壓、電流輸出及測(cè)量部分，構(gòu)成多功能壓力變送器檢定系統(tǒng)，校驗(yàn)時(shí)，將數(shù)字壓力模塊和被檢壓力變送器接入與校驗(yàn)系統(tǒng)管路相連的快速接頭，升壓閥調(diào)節(jié)升壓，卸壓閥調(diào)節(jié)降壓（儀表回檢過(guò)程使用），利用調(diào)節(jié)閥精確調(diào)節(jié)至所需壓力值，壓力信號(hào)施加于壓力模塊，輸出相應(yīng)響應(yīng)電信號(hào)，經(jīng)放大后進(jìn)行 A/D 變換 , 由微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、修正和校正，由智能數(shù)字壓力計(jì)顯示壓力值，通過(guò)比對(duì)法比較標(biāo)準(zhǔn)壓力、 輸出電流與被檢表示值。 如圖 4 所示。
稱重壓力變送器
JJG 882-2004 壓力變送器檢定規(guī)范在 HX6100 系統(tǒng)中的應(yīng)用
1 系統(tǒng)重復(fù)性誤差實(shí)驗(yàn)
選一臺(tái)性能穩(wěn)定可靠的壓力變送器 （型號(hào) :3051 、量程： 0～10MPa 、輸出電流：（ 4～20 ） mA 、 0.2 級(jí)、編號(hào)： 4761056 ）作被測(cè)對(duì)象。
根據(jù) JJG 882-2004 檢定規(guī)程提供的方法 , 對(duì)輸出量程 100% 處（ 20mA ）的檢定點(diǎn) , 在重復(fù)條件下連續(xù)測(cè)量 10 次 , 分別以升壓和降壓的方式各測(cè)量 5次，計(jì)算測(cè)量值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差。測(cè)量結(jié)果如表 1 所示。
稱重壓力變送器
計(jì)算結(jié)果 :S(A)=0.001 2mA S(P)=0.000 8Mpa
本裝置重復(fù)性誤差小于Zui大允許誤差的絕對(duì)值0.032mA ， 所以本系統(tǒng)的重復(fù)性誤差是符合 JJG882-2004 規(guī)程要求的 [4] 。
2 系統(tǒng)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
每隔 1 個(gè)月， 用該標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行一組 6 次的測(cè)量，取其算術(shù)平均值作為該組的測(cè)量結(jié)果。 共觀測(cè) 5組。 測(cè)量結(jié)果之差，作為穩(wěn)定性指標(biāo)。 穩(wěn)定性應(yīng)小于計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展不確定度。 用上述壓力變送器做被測(cè)對(duì)象。 在 10MPa （ 20mA ）測(cè)得數(shù)據(jù)如表 2 所示。
│A 平均 (max)-A 平均 (min)│=0.0007mA
│P 平均 (max)-P 平均 (min)│=0.000 5Mpa
稱重壓力變送器
該裝置穩(wěn)定性小于系統(tǒng)擴(kuò)展不確定度 0.006 8mA ，所以本系統(tǒng)的重復(fù)性誤差是符合 JJG 882-2004要求的 [4] 。
3 系統(tǒng)不確定度驗(yàn)證
采用傳遞比較法對(duì)不確定度進(jìn)行驗(yàn)證。 用上述壓力變送器作被測(cè)對(duì)象。 本系統(tǒng)檢定裝置（ 0.05 級(jí)，擴(kuò)展不確定度 0.006 8mA ） 與上一級(jí)檢測(cè)站（ 0.02級(jí)，擴(kuò)展不確定度 0.004 6mA ）的檢定裝置測(cè)量被測(cè)壓力變送器 , 對(duì)比結(jié)果如表 3 所示。
稱重壓力變送器
稱重壓力變送器
稱重壓力變送器 ，符合 JJF 1033－2008 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范要求，系統(tǒng)測(cè)量不確定度得到驗(yàn)證 [4] 。
結(jié) 語(yǔ)
HX6100 多功能智能壓力檢定系統(tǒng)是以高精度多量程數(shù)字壓力計(jì)為主體，準(zhǔn)確度高，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用評(píng)價(jià)， 該 0.05 級(jí)壓力變送器檢定系統(tǒng)不確定度、穩(wěn)定性、重復(fù)性符合 JJG 882-2004 壓力變送器檢定規(guī)范和 JJF 1033－2008 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范要求， 在壓力變送器檢定中具有較好的準(zhǔn)確性、 穩(wěn)定性和實(shí)用性，可以有效的減輕壓力變送器的檢定工作強(qiáng)度。
[ 參考文獻(xiàn) ]
[1] 羅來(lái)勇 . 壓力計(jì)量手冊(cè) [M]. 濟(jì)南 : 山東大學(xué)出版社 ,1992.
[2] JJG 882-2004 壓力變送器 [S].
[3] 王立吉 . 計(jì)量學(xué)基礎(chǔ) ( 修訂版 )[M]. 北京 : 中國(guó)計(jì)量出版社 ,1997.
[4] JJF 1033-2008 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范 [S].
