計量技術
- 2011-08-23 08:58:54
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JJG59-2007《活塞式壓力計》國家計量檢定規程國家2007年已頒布,若對規程有所不解，可以參考學習！
1． 起草人在2004年、2005年多次與西安精密儀器儀表廠工廠高級工程師劉星福（西安云儀儀器儀表有限公司）、上海敏榆實業有限公司王廷鍔經理、以及太航儀表廠、西安儀表廠等同事溝通與面談，并與各計量院所同事廣泛交流。得到了生產企業、研究院所同仁的大力協助與支持。在確定指標方面提供了實質幫助。
三、 主要修訂內容說明
1． 規程將原來工作基準（0.005級）、一等（0.02級）與二等（0.05級）規程合并為新的活塞壓力計檢定規程。
2． 本規程針對中壓段液體(油)介質活塞壓力計，量程直到500MPa;
3． 本規程對于活塞等級提出新的分類方式，為0.005級、0.01級、0.02級、0.05級，相比較舊的規程，不再提工作基準或者一等、二等的說法；且增加了0.01級，刪除了原三等（0.2%）。
4． 對于活塞測量范圍下限提出要求，廠家在標明測量范圍時需要考慮相應指標。從而避免名義上量程覆蓋了，卻無法進行量值傳遞的情形。
5． 對活塞轉動延續時間指標與測量方法提出較大改動，將過去的測量點降到測量范圍下限。
6． 對于活塞壓力計使用的介質（對于高壓活塞）提出要求，要求使用粘度較低的介質。
7． 對于活塞壓力計密封性測試提出較高要求。
8． 對于活塞有效面積傳遞提出采用起始平衡法和直接平衡法。
9． 由于質量測量手段的提高，對于專用砝碼質量不確定度提出較高要求，而且對于活塞專用砝碼材質也提出較高要求。砝碼最大允許誤差分配稍作改動（0.02級由0.01%改為0.008%）
10． 不再嚴格要求活塞有效面積的允許范圍
11． 靈敏閾要求改變，由具體質量改為“相當于最大允許誤差10%壓力的砝碼質量值”
12、首次提出了活塞有效面積周期變化率的要求，以考察活塞壓力計的穩定性。
四、 對規程的解釋
1 范圍
本規程適用于測量范圍上限為0.6MPa～500MPa,工作介質為液體的活塞式壓力計的首次檢定、后續檢定和使用中檢驗。
規程針對 液體壓力介質活塞壓力計，被檢活塞壓力計測量范圍與原有規程相比有所擴大。
2 本規程引用下列文獻
JJF1001-1998 通用計量術語及定義
JJF1002-1998 國家計量檢定規程編寫規則
OIML R 110-1994 壓力天平國際建議
JJG99-2006 砝碼檢定規程
使用本規程時，應注意使用上述引用文獻的現行有效版本。
本規程主要參考了國際建議。同時，所有術語均盡可能符合《JJF1001-1998 通用計量術語及定義》。而且，對于砝碼檢定以及需要的相應標準器，可以參照相應的規程《JJG99-2006砝碼檢定規程》。引用時，注意相應規程的現行有效版本。
3 概述
活塞式壓力計是利用流體靜力平衡（即作用在活塞有效面積上的流體壓力與其所負荷的重力相平衡）原理進行壓力測量的計量標準器。活塞式壓力計一般由活塞系統、專用砝碼、校驗器組成。
活塞式壓力計按照結構大致可分為簡單活塞壓力計，反壓型活塞壓力計和可控間隙活塞壓力計；按照介質可分為液體介質活塞式壓力計和氣體介質活塞式壓力計。本規程針對液體（油）介質簡單活塞壓力計。
活塞式壓力計必須標明標稱范圍和測量范圍，測量范圍下限無法確定的按測量范圍上限的10%計算。
活塞式壓力計的測量范圍上限可在0.6MPa、6MPa、25MPa、60MPa、100MPa、160MPa、250MPa、500MPa中選取。若被檢活塞式壓力計量程與上述量程不一致的，可按最接近以上量程的數值選取。
標稱范圍：測量儀器的操縱器件調到特定位置時可得到的示值范圍。（標稱范圍通常用它的上限和下限表明）
測量范圍：工作范圍，測量儀器的誤差處在規定極限內的一組被測量的值。（最大值與最小值之差稱為范圍）
從以上兩條解釋引用于《通用計量術語及定義》，可以看出，簡單活塞式壓力計有起始壓力，那么從起始壓力到壓力范圍上限可以稱為標稱范圍；而簡單活塞式壓力計的測量范圍可以解釋為能滿足要求的壓力范圍。原規程規定的10%則應是測量范圍的下限。
目前使用的活塞式壓力計給出的是標稱范圍，而按現行規程可以得出：
標稱范圍
測量范圍（從量程10%起）
0.6MPa活塞式壓力計
0.04MPa～0.6MPa
0.06MPa～0.6MPa
6MPa活塞式壓力計
0.1MPa～6MPa
0.6MPa～6MPa
60MPa活塞式壓力計
1MPa～60MPa
6MPa～60MPa
250MPa活塞式壓力計
5MPa～250MPa
25MPa～250MPa
現在推出新的活塞式壓力計一定要標出標稱范圍和測量范圍，否則按規程規定的計算。當然活塞式壓力計的測量范圍和標稱范圍可以相同，那么在計量性能要求中就按此計算。
例如:一臺標稱范圍1MPa～100MPa的活塞式壓力計, 測量范圍為2MPa～100MPa,那么它的測量范圍下限則是2MPa，在試驗項目中按2MPa進行檢測。如果某臺新制造的1MPa～100MPa活塞式壓力計沒有標明測量范圍，則測量范圍下限按10%、即10MPa進行檢測；如果某臺新制造的活塞式壓力計標明測量范圍為1MPa～100MPa，則測量范圍下限按1MPa計算。
4 計量性能要求
4.1 準確度等級
規程中給出了一個表格，給出了各準確度等級下的最大允許誤差。
準確度等級
最大允許誤差
0.005級
壓力值在測量范圍下限以下時，
為測量范圍下限的±0.005%
壓力值在測量范圍內時，為實際測量壓力值的±0.005%
0.01級
壓力值在測量范圍下限以下時，
為測量范圍下限的±0.01%
壓力值在測量范圍內時，為實際測量壓力值的±0.01%
0.02級
壓力值在測量范圍下限以下時，
為測量范圍下限的±0.02%
壓力值在測量范圍內時，為實際測量壓力值的±0.02%
0.05級
壓力值在測量范圍下限以下時，
為測量范圍下限的±0.05%
壓力值在測量范圍內時，為實際測量壓力值的±0.05%
按以上的解釋可以直接算出某一準確度等級活塞式壓力計的最大允許誤差。
例如：一臺準確度等級0.005級、標稱范圍1MPa～100MPa的活塞式壓力計, 測量范圍為2MPa～100MPa。
壓力在1MPa～2MPa時，最大允許誤差：
Δ=±(0.005%×2MPa)= ±0.0001MPa；
壓力在2MPa～100MPa時，最大允許誤差：
Δ=±(0.005%×p)，p為2MPa～100MPa之間的任一壓力。
4.2 活塞有效面積
活塞式壓力計活塞有效面積的最大允許誤差：
準確度等級
活塞有效面積最大允許誤差
0.005級
±0.003%
0.01級
±0.006%
0.02級
±0.01%
0.05級
±0.02%
與原規程有所不同，注意加以區別。
4.3 專用砝碼質量
活塞式壓力計專用砝碼質量的最大允許誤差：
準確度等級
專用砝碼質量最大允許誤差
0.005級
±0.001%
0.01級
±0.003%
0.02級
±0.008%
0.05級
±0.02%
比原規程的指標有所提高。在實際工作中應參考JJG99-2006砝碼檢定規程，對現有天平的準確度按要求計算，不符合要求的要重新添置。檢定專用砝碼時要按JJG98-2006天平檢定規程和JJG99-2006砝碼檢定規程進行。
4.4 垂直度
活塞式壓力計活塞承重盤平面對活塞軸線垂直度的偏差：
準確度等級
垂直度不大于
0.005級
2，
0.01級
2，
0.02級
2，
0.05級
5，
與原規程一致。
4.5 活塞轉動延續時間
測量范圍上限（MPa）
專用砝碼外徑不大于（mm）
活塞轉動延續時間不小于
0.005級
0.01級
0.02級
0.05級
0.6
140
50s
40s
30s
25s
6
230
3min
2min30s
2min
1min
25
230
3min30s
3min
2min30s
1min30s
60、100、160
290
4min
3min30s
2min30s
2min
250、500
340
6min
5min
4min
3min
此項指標變動較大，主要是為了保證活塞使用時的可用性和有效工作范圍，避免出現量程可以覆蓋計量性能卻無法滿足要求。在活塞轉動延續時間檢定時，注意負荷壓力應符合6.2.5中要求。
4.6 下降速度
測量范圍上限（MPa）
負荷
壓力
（MPa）
活塞下降速度不大于（mm/min）
0.005級
0.01級
0.02級
0.05級
新制造
使用中
新制造
使用中
新制造
使用中
新制造
使用中
0.6
0.6
0.15
0.3
0.2
0.4
0.2
0.5
0.8
1.5
6
6
0.15
0.4
0.2
0.4
0.2
0.5
0.5
1
25
25
0.2
0.4
0.2
0.5
0.5
1.0
0.5
1.5
60
60
0.2
0.5
0.3
0.8
0.8
1.0
1.0
1.5
100
100
0.4
0.7
0.4
0.8
0.8
1.0
1.0
1.5
160
160
0.4
0.8
0.5
1.0
1.0
1.3
1.0
1.6
250
250
0.5
1.0
0.6
1.2
1.0
1.5
1.5
2
500
500
1.5
2
1.5
2.2
1.5
2.5
2.0
3
此項指標與原規程相比較也有所變化，檢定時應加以注意。
4.7 鑒別力
壓力計的鑒別力應小于能產生相當于最大允許誤差10%壓力的砝碼質量值。
原規程使用靈敏閾，報批時，國家局審核小組建議使用《通用計量術語及定義》中規范詞語，故使用鑒別力代替靈敏閾，含意一樣。原規程給出了靈敏閾規定的表格，一般可以查找表格中相應的數值；現行規程是參考國際建議給出了一個計算方法。
例如：某臺標準活塞壓力計，準確度0.01級，測量范圍（0.1～6）MPa，則鑒別力的計算過程為：
鑒別力=0.01%×10%×60kg=0.6g
4.8 密封性
活塞式壓力計校驗器密封性
測量范圍上限（MPa）
試驗壓力
（MPa）
后5min壓力下降值不大于（MPa）
0.005級
0.01級
0.02級
0.05級
0.6
1
0.02
0.02
0.025
0.05
6
10
0.2
0.2
0.25
0.5
25
30
0.3
0.3
0.5
1.0
60
80
0.5
0.75
1.25
2.0
100
130
1.0
1.5
2.0
3.0
160
200
2.0
2.5
3.0
5.0
250
300
3.0
4.0
5.0
10.0
500
500
4.0
5.0
8.0
12.0
此項指標變化較大，主要為了保證檢定的正常進行以及活塞壓力計的正常使用。檢定時應注意試驗壓力和具體指標。
4.9 活塞有效面積周期變化率
檢定后，活塞式壓力計活塞有效面積周期變化率：
準確度等級
活塞有效面積周期變化率不大于
0.005級
0.002%
0.01級
0.004%
0.02級
0.006%
0.05級
0.015%
此項目是新增項目，也是考核活塞穩定性的一個重要指標。尤其對于計量標準考核來講非常重要，作為標準其穩定性需要著重考慮。
要求送檢時同時提供上一周期檢定證書。
5 通用技術要求
5.1 外觀
5.1.1 活塞式壓力計校驗器的銘牌上應標有型號、儀器編號、測量范圍、準確度等級、制造商名稱、和出廠日期等標記。
5.1.2 承重盤、專用砝碼上應標有編號、壓力值或標稱質量值以及砝碼的順序編號。
5.1.3 用電機帶動的活塞式壓力計通電后，電機轉動應正常、平穩，不能有影響計量性能的跳動。
5.2 活塞系統
活塞式壓力計的活塞轉動應靈活，并能自由地在活塞筒內移動，不得有卡住現象。首次檢定的壓力計，其活塞和活塞筒的工作表面應光滑無銹點，后續檢定的壓力計，其活塞和活塞筒的工作表面不應有影響計量性能的銹蝕或劃痕。
5.3 砝碼和承重盤
5.3.1 首次檢定的活塞式壓力計砝碼和承重盤，其表面應完好，有耐磨防銹層（如發藍、發黑或鍍鉻）的砝碼不得有銹點，同時應光滑無砂眼及其它損傷。
5.3.2 活塞式壓力計各個砝碼的凹凸面須能正確配合，不得過松或過緊，并能保持同心。
5.3.3 同一標稱值的砝碼應具有相同的形狀和尺寸。
5.3.4 如砝碼或承重盤上有調整腔，調整塞的上表面不得高于砝碼或承重盤的表面。
5.3.5 0.02級以上（含0.02級）的活塞式壓力計專用砝碼應使用無磁或低磁金屬材料。
以上9條中，對于規程中5.1.2條中，砝碼要求有順序編號，特別對于高壓有壓力形變修正的活塞。5.3.5條是原規程沒有規定的，本次規程修訂參照國際建議和聯系實際使用情況，0.05級的還是允許使用現有的鋼制砝碼，而0.02級以上的必須使用無磁金屬材料。一般考慮，推薦使用不銹鋼材料。那么目前各省級以上試驗室使用的0.02級和0.005級的活塞式壓力計的配套專用砝碼需要更換。
6 計量器具控制
活塞式壓力計的檢定項目一覽表
檢定項目
首次檢定
后續檢定
使用中檢驗
5.1 外觀
+
+
-
5.2 活塞系統
+
+
+
5.3 砝碼和承重盤
+
+
-
4.2 活塞有效面積
+
+
+
4.3 專用砝碼質量
+
+
+
4.4 垂直度
+
+
+
4.5 活塞轉動延續時間
+
+
+
4.6 下降速度
+
+
+
4.7 鑒別力
+
+
+
4.8 密封性
+
-
-
4.9活塞有效面積周期變化率
-
+
-
以上表格可以看出，在后續檢定中對于沒有送檢活塞式壓力計底座的可以不檢密封性，但是使用者需要自檢。如果整臺儀器送檢的就需要檢定密封性。
6.1 檢定條件
6.1.1 檢定設備
6.1.1.1 檢定用主標準器
0.005級的活塞式壓力計由國家壓力基準傳遞，其他等級的活塞式壓力計檢定，可選用有效面積的最大允許誤差小于被檢壓力計有效面積的最大允許誤差1/2的活塞式壓力計。
從活塞有效面積最大允許誤差的表中可以看出，0.005級的可以檢定0.01級和0.02級；0.01級能檢定0.02級;0.01級和0.02級可以檢定0.05級；
對于量程選擇，一般選用相同測量上限的活塞式壓力計檢定，量程大于60MPa的活塞式壓力計可選用測量上限不同的活塞式壓力計為標準器：
被檢活塞式壓力計測量上限（MPa）
標準活塞式壓力計測量上限（MPa）
0.6
0.6
6
6
25
6或25
60
60
100
60或100
160
60、100或160
250
60、100或160、250
500
100或160、250、500
建議使用與被檢活塞量程接近的活塞式壓力計作為標準器.
6.1.1.2 檢定用配套設備
檢定用配套設備
序號
儀器設備名稱
技術要求
用途
1
標準天平或質量比較器
符合相應等級規程要求
專用砝碼、活塞及其連接件的質量稱量
2
標準砝碼
符合相應等級規程要求
專用砝碼、活塞及其連接件的質量稱量
3
砝碼*
克組、毫克組
檢定活塞有效面積、鑒別力等
4
水平儀*
分度值為1‘～2‘
垂直性檢定
5
百分表或千分表*
量程為5mm或10mm
下降速度檢定
6
秒表*
分度值為1/5s或1/10s
延續時間檢定和下降速度檢定
7
精密壓力表*
視情況選取適當等級與測量上限
密封性檢定
8
活塞位置指示裝置*
位置指示，分辨率優于0.1mm
觀察活塞平衡
9
液位差測量尺*
視情況定,分辨率應優于1mm
測量活塞參考
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