一般壓力表示值檢定記錄規范化及整數化探討
0 引言
JJG52-2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表檢定規程》 (以下簡稱JJG52-2013) 附錄A中給出了一般壓力表示值檢定的紀錄格式, 如表1所示。
規程《JJG52-2013》給出的示值檢定記錄格式, 并沒有注明屬于資料性文件還是規范性文件, 但不管屬于哪一類文件, 由檢定規程給出理應符合規范化要求。
1 一般壓力表示值檢定紀錄存在的問題
1.1 記錄項“最大示值誤差”名稱不夠嚴謹
在表1中出現了名稱為“最大示值誤差”的記錄項, 在JJF 1001-2011《通用計量術語及定義》 (以下簡稱《JJF 1001-2011》) 中查不到“最大示值誤差”術語, 在JJF 1008-2008《壓力計量名詞術語及定義》中也見不到此術語。并非計量技術規范中未定義的術語就不能作為詞語使用, 使用未定義的詞語, 應該是人們能從詞語字面準確理解該詞語的含義。可能因為平常工作中經常出現不分誤差正負性質的“誤差大”、“誤差小”之類的口頭表述, 造成了“最大示值誤差”這一說法不僅在《JJG52-2013》中出現, 在其它檢定規程中也常能見到。計量規范中無“最大示值誤差”術語, 而“最大示值誤差”又被經常使用, 說明這個詞語能夠經得起從計量專業化角度來準確理解嗎?
《JJF1001-2011》第5.3條:測量誤差 (簡稱誤差) ──測量的量值減去參考量值。從誤差的定義看, 誤差可能是正值, 也有可能是負值, 在計算多個誤差的平均值時, 也是按照具有正負特性的代數法進行計算。從計量專業化角度來理解“誤差”時, 不能像口語化那樣舍去其固有的正負特性, 否則需要使用術語來定義其新含意, 如“最大允許誤差”就是通過術語將其定義為一個誤差范圍。從《JJG52-2013》中也能看出“誤差”的正負特性來, 如《JJG52-2013》第5.3條對示值誤差的定義中使用了“不超過”一詞, 原規程JJG52-1999《彈簧管式一般壓力表、壓力真空表和真空表檢定規程》第3.2條對示值誤差的定義中使用的卻是“不大于”一詞, 詞語的改變反映出“誤差”的正負特性容易受口語誤導而被忽視。因此, 從專業化角度考慮, 多個誤差直接按代數方法比較大小時, 別說負值大不過正值, 就連零都比負值大, 如果“最大示值誤差”記錄項僅填寫零或正值, 又可能不是《JJG 52-2013》檢定規程的真實意圖。
1.2 單數據“最大示值誤差”和“最大回程誤差”填寫不夠完整
在表1中, “最大示值誤差”和“最大回程誤差”記錄項只要填寫一個數據, 如果想通過這兩個記錄項的數據來快速判斷被檢壓力表是否合格, 那么填寫單一數據就不夠完整。
在《JJG 52-2013》中給出了壓力表準確度等級及最大允許誤差, 如表2所示。
表2 壓力表準確度等級及最大允許誤差 下載原表
由表2可知, 一般壓力表按可分為1.0級、1.6 (1.5) 級、2.5級、4.0級共四個準確度等級, 其中前三個準確度等級的壓力表, 分為測量上限的 (90～100) %量程、其余量程共兩個量程段, 且分別給出了并不相同的最大允許誤差。當“最大示值誤差”和“最大回程誤差”記錄項中的數據, 符合測量上限的 (90～100) %量程段最大允許誤差要求, 而不符合其余量程段最大允許誤差要求時, 并不能直接判斷檢定結論, 還必須根據數據來自于哪個量程段才能進行判斷。數據來自于測量上限的 (90～100) %量程段, 檢定結論為合格, 否則檢定結論應為不合格。在開展壓力表檢定過程中, “最大示值誤差”和“最大回程誤差”填寫單一數據, 檢定人員稍有疏忽大意, 極容易給出錯誤檢定結論。
1.3 缺少“輕敲表殼前被檢表示值”記錄不夠全面
《JJG 52-2013》第7.3.3條c:檢定時, 從零點開始均勻緩慢地加壓至第一個檢定點 (即標準器的示值) , 然后讀取被檢壓力表的示值 (按分度值1/5估讀) , 接著用手指輕敲一下壓力表外殼, 再讀取壓力表的示值并進行記錄, 輕敲前、后被檢壓力表示值與標準器示值之差即為該檢定點的示值誤差……。以上描述非常清楚說明, 輕敲前、后被檢壓力表示值與標準器示值之差同是該檢定點示值誤差, 但輕敲壓力表外殼前是“讀取被檢壓力表的示值”, 輕敲壓力表外殼后則是“讀取壓力表的示值并進行記錄”, 因此表1中缺少“輕敲表殼前被檢表示值”數據與規程文字敘述相一致。
輕敲壓力表外殼前、后被檢壓力表示值與標準器示值之差同為該檢定點的示值誤差, 僅記錄輕敲壓力表外殼后示值數據, 不記錄輕敲表殼前示值數據, 會造成這樣一種情況:由于“最大示值誤差”記錄項是根據全部示值計算得出的“最大示值誤差”數值, 顯然輕敲表殼前示值也在計算之內, 得到的“最大示值誤差”數值, 有可能是僅能通過某些輕敲表殼前示值經計算后才能得到的數值, 由于沒有記錄輕敲表殼前示值數據, 通過表2就無法確定具體是通過哪些壓力檢定點的輕敲表殼前示值得來的。也就是說, 通過數據處理后得到的“最大示值誤差”, 可能缺少了對其源數據的記錄。
2 一般壓力表示值檢定紀錄規范化改進
2.1 記錄項“最大示值誤差”修改思路
記錄項“最大示值誤差”名稱的改進, 第一思路是可以根據引起歧義的原因, 將“最大示值誤差”改為“絕對值最大示值誤差”即可, 確實如此修改之后, 完全可以代替表1中“最大示值誤差”所表達的意義。但這樣的修改不能解決一個問題:若遇到正負極性相反、同時滿足“絕對值最大示值誤差”的兩個示值誤差時, 該選取誰作為最終數據處理結果呢?一是用數據前加上“±”符號的形式, 會與最大允許誤差的表達方式相混淆;二是將滿足條件的兩個示值誤差都選取, 又背棄了單一數據的初衷。在此, 給出第二改進思路, 就是將“最大示值誤差”改為“示值誤差 (范圍) ”, 如果所有示值誤差都相同, 此時檢定結果表示的是“示值誤差”;如果示值誤差有變化, 給出按代數法計算得到的最小示值誤差至最大示值誤差這一示值誤差范圍, 此時檢定結果表示的是“示值誤差范圍”。
在檢定準確度等級為1.0級、1.6 (1.5) 級、2.5級壓力表時, “最大示值誤差”記錄不應僅給出單一數據結果, 需要按照測量上限的 (90～100) %量程段、其余量程段分別給出檢定結果的數據。如果將“最大示值誤差”改為了“示值誤差 (范圍) ”, 被檢壓力表測量上限的 (90～100) %量程段僅有一個檢定點時, 若該檢定點存在輕敲位移、或者存在升壓、降壓示值不相同時, 檢定結果應表述為“示值誤差范圍”。
2.2 記錄項“最大回程誤差”完善方式
《JJG 52-2013》第7.3.4條:回程誤差檢定──回程誤差的檢定是在示值誤差檢定時進行, 同一檢定點升壓、降壓輕敲表殼后被檢壓力表示值之差的絕對值即為壓力表的回程誤差。雖然回程誤差沒有負值, 但還是需要在檢定準確度等級為1.0級、1.6 (1.5) 級、2.5級壓力表時, “最大回程誤差”記錄按照測量上限的 (90～100) %量程段、其余量程段分別給出檢定結果的數據。
《JJG 52-2013》附錄B中給出的“彈性元件式一般壓力表檢定證書/檢定結果通知書內頁格式”, 其中僅列出需要給出“回程誤差”檢定結果項, 具體表述方式并無明確說明。如果填寫證書中“回程誤差”檢定結果只用“合格”或者“不合格”表述, 似乎意義不大;如果給出全部檢定數據, 何不直接給出表1方式。因此, 適合的表述方式可能是對表1中“最大回程誤差”的數據進行文字描述。如果認同此方式, 就需要注意按照測量上限的 (90～100) %量程段、其余量程段分別描述“最大回程誤差”檢定結果的數據。同樣, 該方法也適用于證書中“示值誤差”、“輕敲位移”檢定結果數據的填寫。
2.3 省略“輕敲表殼前被檢表示值”技術途徑
首先分析《JJG 52-2013》第7.3.5條:輕敲位移檢定———同一檢定點輕敲壓力表外殼前與輕敲壓力表外殼后指針位移變化所引起的示值變動量即為壓力表的輕敲位移數。從此定義似乎看不出輕敲位移是否有正負之分。再分析《JJG 52-2013》第5.5條:輕敲位移──輕敲表殼前與輕敲表殼后, 壓力表的示值變動量應不大于最大允許誤差絕對值的1/2。從此可以看出, 輕敲位移不可能存在負值, 否則, 一旦輕敲位移為負值時, 就不可能大于最大允許誤差絕對值的1/2。
然而, 若能將輕敲位移定義為具有“正負特性”, 對一般壓力表示值檢定記錄中省略“輕敲表殼前被檢表示值”卻很有意義, 此時一般壓力表示值檢定記錄就可以簡化為如表1那樣, 不需要記錄輕敲表殼前的被檢表示值。這是因為通過記錄輕敲表殼后的示值、有正負特性的輕敲位移, 可以計算出輕敲表殼前的壓力表示值, 也就是達到了對“輕敲表殼前被檢表示值”間接記錄的效果。假如, 將《JJG52-2013》第7.3.5條更改為:輕敲位移檢定──同一檢定點輕敲表殼后的示值與輕敲表殼前的示值之差即為壓力表的輕敲位移;同時將《JJG 52-2013》第5.5條改為:輕敲位移──輕敲表殼后與輕敲表殼前壓力表的示值之差的絕對值應不大于最大允許誤差絕對值的1/2。假設對一塊一般壓力表的1MPa點進行升壓示值檢定, 輕敲表殼后示值記錄為1.00MPa, 輕敲位移為-0.01MPa, 那么就可以通過計算得出輕敲表殼前壓力表的升壓示值:
3 一般壓力表示值檢定紀錄整數化方法
以檢定一塊測量范圍為 (0～1.6) MPa、準確度等級為1.6級、分度值為0.04MPa的一般壓力表為例, 壓力表示值誤差檢定結果記錄如表3所示。
《JJG 52-2013》中明確規定了壓力表示值讀取必須按分度值的1/5估讀。按照一般壓力表示值讀數與分度值之間的關系, 只需用一般壓力表分度值1/5量表示的壓力值作為示值檢定壓力數據的記錄單位, 就能使一般壓力表示值檢定記錄的數據實現“整數化”, 從而達到簡化一般壓力表示值檢定記錄的效果, 如表4所示。
給定壓力表的分度值為0.04MPa, 其分度值的1/5為0.008MPa, 因此表4壓力數據的記錄單位就是“ (0.008MPa) ”, 但“標準器的壓力值”記錄單位沒有變化, 必須按實際情況特別注明, 對于給定壓力表而言還是“ (MPa) ”。給定壓力表的最大允許誤差在測量上限的 (90～100) %量程為±0.0256MPa、其余量程為±0.04MPa, 將最大允許誤差除以1/5分度值即0.008MPa, 分別得到表4中的±3.2、±5兩個數據。假定輕敲位移有正負之分, 表4即可省略“輕敲表殼前被檢表示值”數據。如果將《JJG 52-2013》附錄B中檢定證書的“示值誤差”、“回程誤差”、“輕敲位移”三個檢定結果項合并, 表4即可省略表1中的“最大示值誤差”記錄項, 并可直接用表4形式表述檢定結果, 如此不僅給被檢壓力表客戶提供了更多檢定結果信息, 而且再也不必糾結“最大示值誤差”、“絕對值最大示值誤差”、“示值誤差 (范圍) ”等問題。值得注意的是, 表1中“輕敲表殼后被檢表示值”記錄項, 在表4中變成了“輕敲表殼后被檢表示值誤差”記錄項, 也就是說在表1中記錄的是“示值”數據, 而在表4中變為記錄“示值誤差”數據。
4 結束語
簡化一般壓力表示值檢定紀錄是壓力表檢定人員孜孜以求的目標, 但簡化方法和手段必須符合規范化要求。使用被檢壓力表1/5分度值作為示值檢定壓力數據的記錄單位, 可實現記錄數據的“整數化”;賦予輕敲位移具有正負特性, 可省去“輕敲表殼前被檢表示值”記錄。經“整數化”后的一般壓力表示值檢定記錄, 可使示值讀取非常直觀、記錄數據明顯變整、結論判斷更加直接, 同時也能徹底消除一般壓力表示值讀取時不按1/5分度值估讀的錯誤現象。
