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精密壓力表計量比對及En值評判

作時間:2019-07-11  來源:河南省商丘市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗測試中心  作者:阮李英 王娟 梁力平
   

 摘 要 依據(jù) JJG 49-2013《彈性元件式精密壓力表和真空表》規(guī)程和 JJF 1117-2010《計量比對》guojia計量技術(shù)規(guī)范,由河南省計量院為主導實驗室組織制訂了 0.4 級精密壓力表量值比對工作。計量比對的測量結(jié)果與其不確定度的一致性采用 En 值進行評判,并對比對中存在問題進行了分析探究,對下一步開展檢定工作具有很好的指導作用。Xpa壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

 
引言
0.4 級精密壓力表廣泛使用在鍋爐、醫(yī)用高壓滅菌器、高壓鍋壓力等設(shè)備的安全防護中,被列為guojia強檢計量器具,其計量準確性就顯得尤為重要。通過河南省全省內(nèi)計量比對,能夠考察該地區(qū)各法定技術(shù)機構(gòu)開展 0.4 級精密壓力表檢定情況和人員能力,確保量值溯源的準確可靠。在比對中,通過對量值選定、實施方案討論、傳遞標準的測量不確定度評定、數(shù)據(jù)處理與上報、比對總結(jié)報告等一系列技術(shù)活動,對參比實驗室計量標準、環(huán)境條件、人員水平、管理能力、檢測方法、數(shù)據(jù)處理等各種影響因素都有了進一步認識和提高。
 
1 計量比對基本信息
此次比對由主導試驗室河南省計量科學研究院醞釀實施方案,全省 21 家技術(shù)機構(gòu)參加了比對準備會議,討論并一致通過了比對實施的基本信息,見表 1。
 
2 傳遞標準的穩(wěn)定性分析
由主導實驗室開展前期實驗,用 0.02 級活塞式壓力計標準裝置對傳遞標準連續(xù) 4 個月每月一次進行示值誤差的穩(wěn)定性試驗;每次試驗值與上次試驗值的#大差值均不超過傳遞標準#大允許誤差的1/2,即≤ 0.032 MPa,傳遞標準穩(wěn)定性考核合格。在比對實驗過半和結(jié)束時,再由主導實驗室對傳遞標準做一次核查性的測量,確認核查合格后,比對的現(xiàn)場測量工作才算完成。
比對實施的基本信息
比對前、比對中及比對后穩(wěn)定性試驗數(shù)據(jù)見表2。 穩(wěn)定性的標準不確定度取均勻分布,按式(1)計算,Δ 取#大值。
20190711091241.jpg
穩(wěn)定性試驗數(shù)據(jù)
 
3 比對過程情況分析
本次比對的進程非常順利,在比對過程中沒有發(fā)生傳遞標準損壞、延誤時間等情況,大部分實驗室在比對點上的 En 值在合理范圍內(nèi)。下面對在比對過程中暴露出的問題進行探究分析。
傳遞標準穩(wěn)定性的擴展不確定度
3.1 比對結(jié)果分析
3.1.1 比對結(jié)果判定
本次比對,參比實驗室的測量結(jié)果與其不確定度的一致性用歸一化偏差 En 按式(3)進行評判
QQ截圖20190711091431.jpg
式中:Yji —— 第 j 個實驗室上報的第 i 個測量點上的測量結(jié)果;一般情況 k = 2;
 Yri —— 比對實驗第 i 個測量點的參考值;
 ui ——第 i 個測量點上的標準不確定度
20190711091454.jpg
式中:uri —— 第 i 個測量點上參考值的標準不確
定度;
 uji —— 第 j 個實驗室在第 i 個測量點上測量
結(jié)果的標準不確定度;
 uei —— 傳遞標準在第 i 個測量點上在比對期
間的不穩(wěn)定性對測量結(jié)果的影響能力評價:|En| ≤ 1,為比對結(jié)果滿意,|En|>1,為比對結(jié)果不滿意。
 
由以上可知,En 表示的是差值(測量結(jié)果與參考值)與標準不確定度(參比、主導實驗室、傳遞標準穩(wěn)定性)的平方和根之比。En 值表明的是參比實驗室測量結(jié)果是否在參考值的特定測量不確定度中,而不是是否#接近參考值。比對結(jié)果接近參考值,En 值不一定就;測量不確定度大小不同的實驗室,可能具有相似的 En 值。
 
3.1.2 比對點 En 值分析
R 實驗室和 K 實驗室匯總數(shù)據(jù)及 En 值見表 4。
R 實驗室和 K 實驗室匯總數(shù)據(jù)及 En 值
R 實驗室 4 MPa 比對點 En 值為 -1.18,K 實驗室 12 MPa 比對點 En 值為 -1.27,|En|>1,比對結(jié)果超出合理的預期,R、K 兩實驗室應在 4 MPa、12 MPa比對點上,從所使用的計量標準、環(huán)境條件、人員操作、管理能力、檢測方法、數(shù)據(jù)處理等方面查找分析原因。由于參比實驗室建立的多是社會公用計量標準,承擔著所在地區(qū)壓力量值傳遞的社會任務,某一個比對點的數(shù)據(jù)不滿意即意味著該地區(qū)在這個比對點壓力量值準確性的失控,因此必須采取整改措施,確保壓力量值的準確可靠。
 
3.2 測量方法問題
比對方法要求每個比對點共進行 3 個升降壓循環(huán)共 6 次測量,L 實驗室比對原始記錄上顯示 16 MPa 比對點未進行降壓測量,只記錄了 3 次升壓測量的數(shù)據(jù),說明對規(guī)程 JJG 49-2013 理解不夠,工作不夠嚴謹。
 
3.3 數(shù)據(jù)修約問題
根據(jù)本次比對所依據(jù)的 JJG 49-2013 規(guī)程的要求,傳遞標準計數(shù)時應估讀至精密壓力表#小分度值的 1/10 即 0.01 MPa,因此計算平均值時也應該將數(shù)據(jù)修約至小數(shù)點后第二位,21 個參比實驗室中有10 個 實 驗 室(C、D、F、H、I、J、Q、R、S、N)正確地進行了數(shù)據(jù)修約,體現(xiàn)出較好的數(shù)據(jù)處理能
力,其他實驗室大多將數(shù)據(jù)修約至小數(shù)點后第三位 ,個別實驗室甚至修約到小數(shù)點后第四位。見表 5。
部分比對實驗室匯總數(shù)據(jù)及 En 值表
3.4 標準裝置問題
各實驗室的標準裝置大都處于完好狀態(tài),但 G實驗室標準考核證書中的 60 MPa 活塞式壓力計在比對前損壞,因此參加比對所用的標準器與計量標準考核證書中的標準器不一致,而結(jié)果滿意。在比對測量能力上沒有問題,后續(xù)需要做標準器的變更申請,取得授權(quán)認可。
 
3.5 測量結(jié)果的不確定度評定問題
各參比實驗室上報的不確定度評定報告存在的問題較多,主要集中在以下幾個方面。
1)只對 1 個比對點進行不確定度分析,如 N 實驗室只在 4 MPa 比對點進行了分析,其余比對點未進行任何分析而直接使用 4 MPa 比對點的評定結(jié)果,這種不確定度評定方法明顯不夠合理。
2)按照不確定度評定的有關(guān)要求,測量結(jié)果的擴展不確定度應小于被測對象#大允許誤差覺對值的 1/3,否則意味著該測量結(jié)果不可靠。本次比對的傳遞標準為 0.4 級 0 ~ 16 MPa 的精密壓力表(還有一種是0.05級精密數(shù)字壓力表),其#大允許誤差覺對值的 1/3 為 0.021 MPa,因此參比實驗室上報的擴展不確定度應小于 0.021 MPa。但是從比對數(shù)據(jù)匯總表中可以看出,F(xiàn)、I 實驗室所有比對點的擴展不確定度分別為 0.044 MPa 和 0.04 MPa,K實驗室 4 MPa 比對點的擴展不確定度均為 0.024 MPa,16 MPa 比對點的擴展不確定度為 0.046 MPa,上述評定結(jié)果不符合要求。
3)對不確定度分量的分析存在重復評定的現(xiàn)象。例如,比對方案要求重復性與分辨力需根據(jù)分析結(jié)果哪個分量大取哪個,但是仍有部分實驗室將兩者同時計入評定結(jié)果。
4)個別實驗室以引用誤差計算活塞式壓力計的#大允許誤差,正確方法應該用相對誤差。
5)根據(jù)不確定度評定的有關(guān)規(guī)定,擴展不確定度應為 1 ~ 2 位有效數(shù)字,部分實驗室上報的擴展不確定度有效數(shù)字為三位。
4 結(jié)語
本次比對,通過 En 值歸一化偏差的判定對本次全省 21 個參比實驗室的檢測能力進行評判,絕大部分參比實驗室的標準裝置是正常的、可靠的,保證了全省壓力社會計量標準在質(zhì)控范圍內(nèi),確保了各參比實驗室精密壓力表檢定能力保持在良好的水平。對比對結(jié)果不理想的實驗室提出整改要求,大大提升了全省壓力表計量實驗室的檢定能力。
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