中高壓氣動(dòng)控制系統(tǒng)中壓力表的校準(zhǔn)方法
用現(xiàn)場校準(zhǔn)的方法，解決中高壓氣動(dòng)控制系統(tǒng)中禁油禁水壓力儀表的校準(zhǔn)工作，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對中高壓控制系統(tǒng)的壓力特 性進(jìn)行檢測。
1.校準(zhǔn)的特點(diǎn)
校準(zhǔn)服務(wù)早己出現(xiàn)，但是受各種條件的限制，它能完成 的工作往往低于人們的期望，其主要的特點(diǎn)在于服務(wù)方式由 實(shí)驗(yàn)室移到了現(xiàn)場，在不拆卸被校儀器的前提下進(jìn)行校準(zhǔn)。
2.校準(zhǔn)的原則
1)對現(xiàn)場可拆卸的計(jì)量器具，企業(yè)大多選擇到專業(yè)計(jì) 量檢定機(jī)構(gòu)進(jìn)行周期送檢來實(shí)現(xiàn)量值溯源，對各種不適宜拆 卸運(yùn)輸?shù)膬x表，目前大多采用校準(zhǔn)的方法實(shí)現(xiàn)量值溯源。
2)校準(zhǔn)在滿足客戶需求的前提下，應(yīng)根據(jù)校準(zhǔn)現(xiàn)場的 具體環(huán)境，因地制宜，擬定適合的校準(zhǔn)方法，很多情況下， 校準(zhǔn)就是校準(zhǔn)方法或校準(zhǔn)設(shè)備的探索和創(chuàng)新。
3)現(xiàn)場測量時(shí)，一般根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，確定現(xiàn)場的 校準(zhǔn)點(diǎn)。有些現(xiàn)場被校設(shè)備長期工作在某一特定值附近，校 準(zhǔn)點(diǎn)可選擇該特定值；有些現(xiàn)場被測值在不同的時(shí)間段內(nèi) 有變化，如果有技術(shù)手段可以調(diào)節(jié)改變被測值，則可選定 1?3個(gè)不同的校準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)。
3.工作程序
為了保證屮高壓氣動(dòng)控制系統(tǒng)屮指示儀表的準(zhǔn)確性，我 們搭建了一套現(xiàn)場校準(zhǔn)系統(tǒng):在原氣動(dòng)控制系統(tǒng)上，選擇等 壓點(diǎn)或稱等壓輸出口，接出一個(gè)等壓管路，將校準(zhǔn)儀器的壓 力傳感器接在管路上，與系統(tǒng)一道進(jìn)行等壓校準(zhǔn)測試。測試 時(shí)，先進(jìn)行系統(tǒng)壓降特性的測試，然后再進(jìn)行示值校準(zhǔn)。對 測試和校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定系統(tǒng)壓降特性，剔除讀數(shù) 壓降影響，得到校準(zhǔn)結(jié)果。為實(shí)現(xiàn)這一目的，進(jìn)行相關(guān)的試 驗(yàn)，并對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，依據(jù)分析數(shù)據(jù)編寫校準(zhǔn)規(guī)范， 再依據(jù)校準(zhǔn)規(guī)范對校準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行性能測試和量值測量并對 測量結(jié)果進(jìn)行不確定度分析和驗(yàn)證。
4.工作原理
利用流體靜力平衡原理，采用系統(tǒng)內(nèi)等壓點(diǎn)同步校準(zhǔn)的 方法，對屮高壓氣動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)的壓力儀表進(jìn)行現(xiàn)場校準(zhǔn)， 同時(shí)進(jìn)行控制系統(tǒng)壓降速率的測量（原理圖見圖1)。
屮高壓氣動(dòng)控制系統(tǒng)(包括所有的壓力控制系統(tǒng)）的泄 露是不可避免的，但是這種泄露必須控制在系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求范 圍內(nèi)，滿足系統(tǒng)預(yù)期使用要求。我們引申為只要這種泄露不 影響系統(tǒng)內(nèi)指示儀表的讀數(shù)準(zhǔn)確度，就說明該系統(tǒng)可以正常 使用?；?/span>?此構(gòu)想我們設(shè)計(jì)了系統(tǒng)壓降特性檢查和系統(tǒng)儀表 示值校準(zhǔn)兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
5.實(shí)驗(yàn)過程
5.1系統(tǒng)壓降特性檢查
將氣動(dòng)壓力控制系統(tǒng)緩慢升壓（降壓)至常用最高壓力 點(diǎn)M有數(shù)字指示的分度線的附近，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力達(dá)到相對穩(wěn) 定時(shí)，讀取標(biāo)準(zhǔn)器示值Ml，靜壓3 min后再次讀取標(biāo)準(zhǔn)器示 值M2，然后緩慢降壓(升壓)至常壓。
5.1.1壓降速率的計(jì)算
& ^ ~^ 1 K 丄00 % ■ .1: / IILIII 1
5.1.2讀數(shù)壓降的計(jì)算
- M,, 、
尨= p - (MPa)
讀數(shù)壓降超過被校儀表讀數(shù)要求的1/3時(shí)，示值校準(zhǔn)應(yīng) 考慮讀數(shù)壓降對測量結(jié)果的影響；當(dāng)讀數(shù)壓降超過被校儀表 讀數(shù)要求時(shí)，示值校準(zhǔn)無法在此氣動(dòng)控制系統(tǒng)上進(jìn)行。
5.2 示值校準(zhǔn)
5. 2. 1壓力表的示值校準(zhǔn)
從零點(diǎn)開始至常用最高壓力點(diǎn)，按標(biāo)有數(shù)字的分度線進(jìn) 行，不少于三個(gè)壓力點(diǎn)，必要時(shí)可按用戶要求增加測量點(diǎn)。 校準(zhǔn)時(shí)逐點(diǎn)平穩(wěn)地升壓(或降壓)，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力達(dá)到相對穩(wěn) 定時(shí)，在短時(shí)間內(nèi)（不超過15s)順序讀取被校儀器值和標(biāo)準(zhǔn) 儀器值，當(dāng)示值達(dá)到常用最高壓力點(diǎn)后，切斷壓力源，耐壓
min，然后平穩(wěn)地降壓(或升壓)至常壓。
5.2.2壓力表的讀數(shù)要求
0.6級及以上壓力表的示值應(yīng)按最小分度值的1/10估 讀;1級及以下壓力表的示值應(yīng)按最小分度值的1/5估讀。
5. 2. 3壓力表的示值誤差
示值誤差=被校示值一實(shí)際壓力
值實(shí)際壓力值=標(biāo)準(zhǔn)示值+讀數(shù)壓降
6.實(shí)驗(yàn)結(jié)果
在校準(zhǔn)規(guī)范和建標(biāo)技術(shù)報(bào)告的編寫過程屮，我們反復(fù)進(jìn) 行了大量的實(shí)驗(yàn)，采集了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 和整個(gè)校準(zhǔn)系統(tǒng)測量不確定度的科學(xué)分析，得出如下結(jié)論：
測量標(biāo)準(zhǔn)范圍：一0.卜25 MPa;
測量標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確度:0.05級
測量結(jié)果范圍：一0.卜25 MPa;
測量結(jié)果不確定度:U99=0.06%;kp=2; p=15 MPa。
上述結(jié)論表明該校準(zhǔn)系統(tǒng)(包括校準(zhǔn)規(guī)范）符合量值溯 源和量值傳遞的要求，可以對0. 4級以下0?25MPa工作用 壓力指示儀表進(jìn)行示值校準(zhǔn)，在對校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行符合性判別 時(shí)校準(zhǔn)規(guī)范完全依據(jù)JJG52 —1999《彈簧管式壓力表檢定規(guī) 程》屮相關(guān)要求執(zhí)行。在對系統(tǒng)氣密性對校準(zhǔn)結(jié)果的影響的 分析屮，我們得到的結(jié)論是，不同的壓力下系統(tǒng)的泄露量是 不同的，造成的讀數(shù)壓降也不同。我們在校準(zhǔn)規(guī)范屮規(guī)定了 科學(xué)的方法，剔除讀數(shù)壓降帶來的影響。在給出系統(tǒng)性能結(jié) 論時(shí)，我們是以最大壓力的壓降速率給出的，這個(gè)結(jié)論值可 以由用戶根據(jù)實(shí)際需要使用。我們依據(jù)測量理論和不確定度 理論的基礎(chǔ)，借助多年的工作經(jīng)驗(yàn)和大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，制定 了 JJF1001 — 2003(105Q)《屮高壓氣動(dòng)控制系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范》， 規(guī)定了控制系統(tǒng)可用的判定方法、指示儀表的校準(zhǔn)方法、讀 數(shù)壓降的剔除方法以及不確定度的評定方法。
結(jié)語：屮高壓氣動(dòng)控制系統(tǒng)校準(zhǔn)裝置的建立，解決了型 號工程氣動(dòng)控制系統(tǒng)屮純凈氣介質(zhì)指示儀表的校驗(yàn)問題。這 些指示儀表每年需要進(jìn)行兩次校驗(yàn)，一般省市級計(jì)量技術(shù)機(jī) 構(gòu)無法解決純凈氣體介質(zhì)屮高壓校驗(yàn)，只有送國家計(jì)量院或 國防科技工業(yè)第一計(jì)量測試屮心進(jìn)行檢定。而用該方法只需 兩人兩天時(shí)間即可完成一次校驗(yàn)的全部工作。另外，該校準(zhǔn) 裝置的建立其社會意義也是重大的。該校準(zhǔn)裝置不僅為解決 各類(純凈氣體介質(zhì)）壓力儀表進(jìn)行現(xiàn)場檢定/校準(zhǔn)提供了可 操作的校準(zhǔn)規(guī)范，還為進(jìn)行廣泛的壓力環(huán)境的測試提供了操 作的依據(jù)。在工礦企業(yè)屮，對壓力環(huán)境要求比較嚴(yán)格的壓力 系統(tǒng)，其整體環(huán)境的測試僅靠指示儀表是無法完成的，所以 借助該校準(zhǔn)裝置對壓力環(huán)境進(jìn)行測試，可以為壓力環(huán)境的各 項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)。
