對(duì)彈性元件式一般壓力表檢定規(guī)程理解應(yīng)用的探討
本文通過(guò)對(duì)JJG52-2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表》檢定規(guī)程部分項(xiàng)目進(jìn)行分析,對(duì)如何在實(shí)踐中做好彈性元件 式一般壓力表檢定工作進(jìn)行探討。
0.引言
彈性元件式一般壓力表（以下簡(jiǎn)稱壓力表）是 計(jì)量檢定工作中最常見(jiàn)的壓力儀表。JJG52 -2013 《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表》檢 定規(guī)程（以下簡(jiǎn)稱規(guī)程）是用于指導(dǎo)壓力表計(jì)量檢 定工作的技術(shù)規(guī)范。計(jì)量技術(shù)人員在實(shí)踐中需要充 分理解規(guī)程中相關(guān)檢定工作的要求，有利于壓力表 計(jì)量檢定工作的規(guī)范高效開(kāi)展。筆者結(jié)合實(shí)際工作 經(jīng)驗(yàn),對(duì)JJG52 -2013在理解應(yīng)用需要注意的幾個(gè) 問(wèn)題進(jìn)行探討。
1.關(guān)于引用的國(guó)際建議
引言部分指出，規(guī)程是結(jié)合我國(guó)一般壓力表檢 定工作的實(shí)際情況，在采納國(guó)際法制計(jì)量組織 (OIML)國(guó)際建議R112《帶有彈性元件的指示式和 記錄式壓力表、真空表、壓力-真空表（普通儀表）》 部分內(nèi)容的基礎(chǔ)上，按照JJF 1002 -2010《國(guó)家計(jì)量 檢定規(guī)程編寫規(guī)則》要求編寫的。需要說(shuō)明的是， 國(guó)際法制計(jì)量組織（OIML)國(guó)際建議R112為《對(duì)于 農(nóng)藥和其他有毒物質(zhì)的測(cè)定高效液相色譜儀》，《帶 有彈性元件的指示式和記錄式壓力表、真空表、壓力 -真空表（普通儀表）》的國(guó)際建議編號(hào)為R102。
2.關(guān)于刪除的“壓力表允許誤差計(jì)算值一覽表”
與JJG52 -1999《彈簧管式一般壓力表、壓力真 空表和真空表》檢定規(guī)程相比，規(guī)程刪除JJG52 - 1999附錄C “壓力表允許誤差計(jì)算值一覽表”一項(xiàng), 但該項(xiàng)內(nèi)容可在GB27504 -2011《壓力表誤差表》 中查詢。GB27504 -2011中規(guī)定了壓力表的基本誤 差限以及回程誤差、輕敲位移、環(huán)境溫度影響等示值 誤差的允許值,適用于以彈性元件為敏感元件的不 同精度等級(jí)、測(cè)量范圍的壓力表,并規(guī)定了壓力表工 作環(huán)境溫度偏離參比溫度時(shí)的示值誤差限。需要注 意的是，該標(biāo)準(zhǔn)僅適用于材料的彈性模量溫度系數(shù) “K”為0.04%/。。的壓力表。
3.關(guān)于壓力表的計(jì)量單位換算
規(guī)程規(guī)定,壓力表使用法定計(jì)量單位為Pa (帕 斯卡），或是它的十進(jìn)倍數(shù)單位:kPa、MPa等。但在 實(shí)際工作中，部分進(jìn)口儀表使用bar (巴）、Psi (磅每 英寸）作為壓力單位，一些工程實(shí)踐領(lǐng)域還使用到工程大氣壓、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、毫米水柱、毫米汞柱等壓 力單位,常見(jiàn)單位的換算關(guān)系如表1所示。
4.關(guān)于最大允許誤差規(guī)定
一般壓力表的最大允許誤差是指最大引用誤 差，即（絕對(duì)誤差的最大值/儀表量程）x100%。由 于引用誤差越小,壓力表的準(zhǔn)確度越高,所以在使用 同一準(zhǔn)確度的壓力表時(shí),往往采取壓縮量程范圍，以 減小測(cè)量誤差。
從規(guī)程表1中可以看出，除了 4. 0 級(jí)外,其他等級(jí)壓力表測(cè)量上限的（90 ~ 100) %區(qū) 間內(nèi)最大允許誤差均放寬至下一個(gè)等級(jí)。這主要是 考慮到壓力表在實(shí)際使用時(shí)一般只用到測(cè)量上限的 1/2-3/4,測(cè)量上限90%以上基本不用，所以在測(cè) 量上限的（90 ~ 100) %區(qū)間內(nèi)放寬誤差等級(jí)，既不 影響儀表使用的準(zhǔn)確度,又能降低儀表的制造成本。
5.關(guān)于零位誤差
規(guī)程要求在壓力表通大氣的條件下,對(duì)壓力表指 針指示零位進(jìn)行的檢定。因此在造壓設(shè)備使用的檢 定介質(zhì)不是空氣時(shí),應(yīng)在壓力表安裝至造壓設(shè)備前， 以及完成零點(diǎn)以外檢定點(diǎn)的升降壓檢定工作將壓力 表從造壓設(shè)備拆卸下來(lái)后，按照壓力表的工作位置狀 態(tài),分別進(jìn)行兩次零位誤差檢查。GB/T 1226 -2010 《一般壓力表》中規(guī)定,零位誤差試驗(yàn)是在負(fù)荷為零 時(shí)被測(cè)壓力表指針輕敲前后所處的位置。因此對(duì)于 零位誤差的檢定,也需要進(jìn)行輕敲操作,記錄其前后 的變化情況。
6.關(guān)于示值誤差
規(guī)程要求壓力表示值誤差的值應(yīng)不超過(guò)最大允 許誤差說(shuō)明中規(guī)定的值;各檢定點(diǎn)為壓力表表盤上標(biāo) 有數(shù)字的刻度線;在各檢定點(diǎn)壓力標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備指示值穩(wěn) 定后,應(yīng)進(jìn)行兩次讀數(shù),一次在負(fù)荷到達(dá)指定檢定點(diǎn) 值穩(wěn)定后進(jìn)行（即輕敲表殼前），另一次是在輕敲表 殼后進(jìn)行;在正反行程中，輕敲前后均應(yīng)測(cè)量一次,輕 敲前后的示值與檢定點(diǎn)的值之差均應(yīng)符合規(guī)程要求 的不超過(guò)最大允許誤差的規(guī)定值。因此,對(duì)一個(gè)檢定 點(diǎn)的示值誤差是否合格需要進(jìn)行四次判斷,只有四次 讀數(shù)的示值誤差均滿足合格要求,該點(diǎn)示值誤差才能 判定為合格。
7.回程誤差
回程誤差產(chǎn)生的原因是彈性元件材料存在彈性 遲滯的特性,該材料的彈性遲滯越大，壓力表的回程 誤差也就越大。規(guī)程中定義，回程誤差是同一檢定點(diǎn) 上下行程輕敲表殼后被檢壓力表示值之差的絕對(duì)值， 要求其值不超過(guò)最大允許誤差說(shuō)明中規(guī)定的值。那 么同一檢定點(diǎn)的回程誤差應(yīng)是壓力表在下行程中，由 較高壓力下降至被測(cè)壓力點(diǎn)所得檢測(cè)值，與壓力表在 上行程中，由較低壓力上升至被測(cè)壓力點(diǎn)所得檢測(cè)值 的差值。基于這樣的理解，對(duì)位于測(cè)量上限的檢定 點(diǎn),測(cè)量其回程誤差時(shí),就應(yīng)先適當(dāng)增加施加于壓力 表的壓力（不超過(guò)該壓力表的最小分度值）,后將壓 力下降至上限點(diǎn),得到相應(yīng)的數(shù)值。
8.指針偏轉(zhuǎn)平穩(wěn)性
指針偏轉(zhuǎn)平穩(wěn)性是指在測(cè)量過(guò)程中，儀表的指針 應(yīng)均勻轉(zhuǎn)動(dòng),不應(yīng)有跳動(dòng)和停滯現(xiàn)象;雙針雙管或雙 針單管壓力表的兩個(gè)指針在偏轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)互不影響。由 于壓力表的部件裝配不當(dāng)導(dǎo)致活動(dòng)機(jī)構(gòu)不靈活，或者 機(jī)芯齒輪機(jī)構(gòu)故障，都可能導(dǎo)致指針偏轉(zhuǎn)不平穩(wěn)。 GB/T1226中規(guī)定，試驗(yàn)指針偏轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，應(yīng)由零點(diǎn) 均勻緩慢地增加負(fù)荷至測(cè)量上限,再均勻緩慢地減少 負(fù)荷至零點(diǎn),觀察指針偏轉(zhuǎn)的平穩(wěn)情況。因此，指針 偏轉(zhuǎn)平穩(wěn)性可以在開(kāi)始示值誤差檢定前單獨(dú)進(jìn)行。 這樣可以盡早發(fā)現(xiàn)壓力表可能存在的故障，提高檢定 效率。
9.關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)器的選用原則
規(guī)程要求,標(biāo)準(zhǔn)器的最大允許誤差應(yīng)不大于被檢 壓力表最大允許誤差絕對(duì)值的1/4。從相應(yīng)的法規(guī) 來(lái)看，GB/T1226 -2010《一般壓力表》6. 2要求“試 驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)儀器基本誤差限的絕對(duì)值不大于被檢儀表 基本誤差限的絕對(duì)值的1/4”。這里涉及到測(cè)試不確 定度比的概念。測(cè)試不確定度比是指被測(cè)單元與其 檢測(cè)設(shè)備,檢測(cè)設(shè)備與其校準(zhǔn)設(shè)備之間的最大允許誤 差或測(cè)量不確定度的比值。它是在2004年3月發(fā)布 的國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB5109 -2004《裝備計(jì)量保障通用 要求檢測(cè)和校準(zhǔn)》中首次出現(xiàn),來(lái)源于2000年11月 美國(guó)國(guó)防部頒布的MIL - STD - 1839C《國(guó)防部校準(zhǔn) 和計(jì)量要求標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐》國(guó)際測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域也很早 就米用 “test accuracy ratio (TAR) ” 或 “test uncertainty ratio (TUR) ”的表述來(lái)表明測(cè)量不確定度與被測(cè)參數(shù) 允許誤差極限之間的關(guān)系。相對(duì)于 accuracy (準(zhǔn)確 度）這個(gè)定性的概念,TUR能夠定量的反映檢測(cè)設(shè)備 的技術(shù)性能特點(diǎn)。研究表明，TUR在最低比率4 ： 1 時(shí),對(duì)于測(cè)量結(jié)果置信區(qū)間為±3a時(shí),被誤判的概率 約為1. 22% ;為±2a時(shí)，被誤判的概率約為5. 8%。 可以保證裝備的檢測(cè)和校準(zhǔn)結(jié)果有更好的可信度。
10.關(guān)于檢定周期
10.1我國(guó)計(jì)量工作關(guān)于檢定周期的規(guī)定
“檢定周期”是我國(guó)在施行計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制的情況 下,為確保量值傳遞準(zhǔn)確可靠而以法規(guī)形式確定下來(lái) 的行政和法制計(jì)量手段,特別是對(duì)于涉及安全的壓力 表等強(qiáng)制計(jì)量器具,不允許自行調(diào)整檢定周期。但國(guó) 家制定規(guī)程時(shí)不可能考慮到不同使用單位不同的實(shí) 際情況，因此在執(zhí)行規(guī)程過(guò)程中，固定的檢定周期給 使用單位在工作和成本方面造成了不同程度的負(fù)擔(dān)。 10.2壓力表檢定周期的來(lái)源
原國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局在1992年5月召開(kāi)了 “強(qiáng)檢 工作計(jì)量器具檢定周期調(diào)研工作計(jì)劃會(huì)議”，會(huì)議決 定由華東國(guó)家計(jì)量測(cè)試中心和壓力表規(guī)程歸口單位 上海市技術(shù)監(jiān)督局負(fù)責(zé)“彈黃管式一般壓力表”檢定 周期調(diào)研專題項(xiàng)目。項(xiàng)目組使用4張調(diào)查表格，對(duì)143個(gè)相關(guān)單位進(jìn)行調(diào)研，調(diào)查一般壓力表樣品 7181034件。最后，專家組對(duì)一般壓力表提出的檢定 周期意見(jiàn)為：
下列情況的壓力表,其檢定周期應(yīng)不超過(guò)半年：
①屬于強(qiáng)制檢定的壓力表；
②用于關(guān)鍵工藝或?qū)κ局禍?zhǔn)確度要求較高的壓 力表；
③使用頻繁、環(huán)境條件較差、壓力波動(dòng)性較大的 壓力表；
④新購(gòu)壓力表,其首次檢定與下次檢定的間隔；
⑤歷年來(lái)周期檢定合格率較低的壓力表。
屬于非強(qiáng)檢且具有下列情況的壓力表，其檢 定周期可定為1 ~2年或更長(zhǎng)：
①對(duì)示值準(zhǔn)確度要求不高,僅作參考性或指示性 的壓力表；
②經(jīng)多次周期檢定,其主要計(jì)量性能穩(wěn)定的壓力表；
③使用環(huán)境條件較好,使用次數(shù)較少的壓力表。
對(duì)于需要延長(zhǎng)檢定周期的壓力表，所確定的 檢定周期至少需要采用JJF1139 -2005《計(jì)量器具檢 定周期確定原則和方法》中推薦的一種或幾種方法, 經(jīng)驗(yàn)證合格、專家評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)后，方可實(shí)際使用。
