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精密壓力表計(jì)量比對(duì)及En值評(píng)判

作時(shí)間:2019-07-11  來(lái)源:河南省商丘市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)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(jì)量比對(duì)》guojia計(jì)量技術(shù)規(guī)范,由河南省計(jì)量院為主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室組織制訂了 0.4 級(jí)精密壓力表量值比對(duì)工作。計(jì)量比對(duì)的測(cè)量結(jié)果與其不確定度的一致性采用 En 值進(jìn)行評(píng)判,并對(duì)比對(duì)中存在問(wèn)題進(jìn)行了分析探究,對(duì)下一步開(kāi)展檢定工作具有很好的指導(dǎo)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(jí)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(hù)中,被列為guojia強(qiáng)檢計(jì)量器具,其計(jì)量準(zhǔn)確性就顯得尤為重要。通過(guò)河南省全省內(nèi)計(jì)量比對(duì),能夠考察該地區(qū)各法定技術(shù)機(jī)構(gòu)開(kāi)展 0.4 級(jí)精密壓力表檢定情況和人員能力,確保量值溯源的準(zhǔn)確可靠。在比對(duì)中,通過(guò)對(duì)量值選定、實(shí)施方案討論、傳遞標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量不確定度評(píng)定、數(shù)據(jù)處理與上報(bào)、比對(duì)總結(jié)報(bào)告等一系列技術(shù)活動(dòng),對(duì)參比實(shí)驗(yàn)室計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境條件、人員水平、管理能力、檢測(cè)方法、數(shù)據(jù)處理等各種影響因素都有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和提高。
 
1 計(jì)量比對(duì)基本信息
此次比對(duì)由主導(dǎo)試驗(yàn)室河南省計(jì)量科學(xué)研究院醞釀實(shí)施方案,全省 21 家技術(shù)機(jī)構(gòu)參加了比對(duì)準(zhǔn)備會(huì)議,討論并一致通過(guò)了比對(duì)實(shí)施的基本信息,見(jiàn)表 1。
 
2 傳遞標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性分析
由主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展前期實(shí)驗(yàn),用 0.02 級(jí)活塞式壓力計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)傳遞標(biāo)準(zhǔn)連續(xù) 4 個(gè)月每月一次進(jìn)行示值誤差的穩(wěn)定性試驗(yàn);每次試驗(yàn)值與上次試驗(yàn)值的#大差值均不超過(guò)傳遞標(biāo)準(zhǔn)#大允許誤差的1/2,即≤ 0.032 MPa,傳遞標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定性考核合格。在比對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)半和結(jié)束時(shí),再由主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室對(duì)傳遞標(biāo)準(zhǔn)做一次核查性的測(cè)量,確認(rèn)核查合格后,比對(duì)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量工作才算完成。
比對(duì)實(shí)施的基本信息
比對(duì)前、比對(duì)中及比對(duì)后穩(wěn)定性試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。 穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)不確定度取均勻分布,按式(1)計(jì)算,Δ 取#大值。
20190711091241.jpg
穩(wěn)定性試驗(yàn)數(shù)據(jù)
 
3 比對(duì)過(guò)程情況分析
本次比對(duì)的進(jìn)程非常順利,在比對(duì)過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生傳遞標(biāo)準(zhǔn)損壞、延誤時(shí)間等情況,大部分實(shí)驗(yàn)室在比對(duì)點(diǎn)上的 En 值在合理范圍內(nèi)。下面對(duì)在比對(duì)過(guò)程中暴露出的問(wèn)題進(jìn)行探究分析。
傳遞標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定性的擴(kuò)展不確定度
3.1 比對(duì)結(jié)果分析
3.1.1 比對(duì)結(jié)果判定
本次比對(duì),參比實(shí)驗(yàn)室的測(cè)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(jìn)行評(píng)判
QQ截圖20190711091431.jpg
式中:Yji —— 第 j 個(gè)實(shí)驗(yàn)室上報(bào)的第 i 個(gè)測(cè)量點(diǎn)上的測(cè)量結(jié)果;一般情況 k = 2;
 Yri —— 比對(duì)實(shí)驗(yàn)第 i 個(gè)測(cè)量點(diǎn)的參考值;
 ui ——第 i 個(gè)測(cè)量點(diǎn)上的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
20190711091454.jpg
式中:uri —— 第 i 個(gè)測(cè)量點(diǎn)上參考值的標(biāo)準(zhǔn)不確
定度;
 uji —— 第 j 個(gè)實(shí)驗(yàn)室在第 i 個(gè)測(cè)量點(diǎn)上測(cè)量
結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度;
 uei —— 傳遞標(biāo)準(zhǔn)在第 i 個(gè)測(cè)量點(diǎn)上在比對(duì)期
間的不穩(wěn)定性對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響能力評(píng)價(jià):|En| ≤ 1,為比對(duì)結(jié)果滿(mǎn)意,|En|>1,為比對(duì)結(jié)果不滿(mǎn)意。
 
由以上可知,En 表示的是差值(測(cè)量結(jié)果與參考值)與標(biāo)準(zhǔn)不確定度(參比、主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室、傳遞標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定性)的平方和根之比。En 值表明的是參比實(shí)驗(yàn)室測(cè)量結(jié)果是否在參考值的特定測(cè)量不確定度中,而不是是否#接近參考值。比對(duì)結(jié)果接近參考值,En 值不一定就��;測(cè)量不確定度大小不同的實(shí)驗(yàn)室,可能具有相似的 En 值。
 
3.1.2 比對(duì)點(diǎn) En 值分析
R 實(shí)驗(yàn)室和 K 實(shí)驗(yàn)室匯總數(shù)據(jù)及 En 值見(jiàn)表 4。
R 實(shí)驗(yàn)室和 K 實(shí)驗(yàn)室匯總數(shù)據(jù)及 En 值
R 實(shí)驗(yàn)室 4 MPa 比對(duì)點(diǎn) En 值為 -1.18,K 實(shí)驗(yàn)室 12 MPa 比對(duì)點(diǎn) En 值為 -1.27,|En|>1,比對(duì)結(jié)果超出合理的預(yù)期,R、K 兩實(shí)驗(yàn)室應(yīng)在 4 MPa、12 MPa比對(duì)點(diǎn)上,從所使用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境條件、人員操作、管理能力、檢測(cè)方法、數(shù)據(jù)處理等方面查找分析原因。由于參比實(shí)驗(yàn)室建立的多是社會(huì)公用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),承擔(dān)著所在地區(qū)壓力量值傳遞的社會(huì)任務(wù),某一個(gè)比對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)不滿(mǎn)意即意味著該地區(qū)在這個(gè)比對(duì)點(diǎn)壓力量值準(zhǔn)確性的失控,因此必須采取整改措施,確保壓力量值的準(zhǔn)確可靠。
 
3.2 測(cè)量方法問(wèn)題
比對(duì)方法要求每個(gè)比對(duì)點(diǎn)共進(jìn)行 3 個(gè)升降壓循環(huán)共 6 次測(cè)量,L 實(shí)驗(yàn)室比對(duì)原始記錄上顯示 16 MPa 比對(duì)點(diǎn)未進(jìn)行降壓測(cè)量,只記錄了 3 次升壓測(cè)量的數(shù)據(jù),說(shuō)明對(duì)規(guī)程 JJG 49-2013 理解不夠,工作不夠嚴(yán)謹(jǐn)。
 
3.3 數(shù)據(jù)修約問(wèn)題
根據(jù)本次比對(duì)所依據(jù)的 JJG 49-2013 規(guī)程的要求,傳遞標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)時(shí)應(yīng)估讀至精密壓力表#小分度值的 1/10 即 0.01 MPa,因此計(jì)算平均值時(shí)也應(yīng)該將數(shù)據(jù)修約至小數(shù)點(diǎn)后第二位,21 個(gè)參比實(shí)驗(yàn)室中有10 個(gè) 實(shí) 驗(yàn) 室(C、D、F、H、I、J、Q、R、S、N)正確地進(jìn)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(shí)驗(yàn)室大多將數(shù)據(jù)修約至小數(shù)點(diǎn)后第三位 ,個(gè)別實(shí)驗(yàn)室甚至修約到小數(shù)點(diǎn)后第四位。見(jiàn)表 5。
部分比對(duì)實(shí)驗(yàn)室匯總數(shù)據(jù)及 En 值表
3.4 標(biāo)準(zhǔn)裝置問(wèn)題
各實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)裝置大都處于完好狀態(tài),但 G實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)考核證書(shū)中的 60 MPa 活塞式壓力計(jì)在比對(duì)前損壞,因此參加比對(duì)所用的標(biāo)準(zhǔn)器與計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核證書(shū)中的標(biāo)準(zhǔn)器不一致,而結(jié)果滿(mǎn)意。在比對(duì)測(cè)量能力上沒(méi)有問(wèn)題,后續(xù)需要做標(biāo)準(zhǔn)器的變更申請(qǐng),取得授權(quán)認(rèn)可。
 
3.5 測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定問(wèn)題
各參比實(shí)驗(yàn)室上報(bào)的不確定度評(píng)定報(bào)告存在的問(wèn)題較多,主要集中在以下幾個(gè)方面。
1)只對(duì) 1 個(gè)比對(duì)點(diǎn)進(jìn)行不確定度分析,如 N 實(shí)驗(yàn)室只在 4 MPa 比對(duì)點(diǎn)進(jìn)行了分析,其余比對(duì)點(diǎn)未進(jìn)行任何分析而直接使用 4 MPa 比對(duì)點(diǎn)的評(píng)定結(jié)果,這種不確定度評(píng)定方法明顯不夠合理。
2)按照不確定度評(píng)定的有關(guān)要求,測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度應(yīng)小于被測(cè)對(duì)象#大允許誤差覺(jué)對(duì)值的 1/3,否則意味著該測(cè)量結(jié)果不可靠。本次比對(duì)的傳遞標(biāo)準(zhǔn)為 0.4 級(jí) 0 ~ 16 MPa 的精密壓力表(還有一種是0.05級(jí)精密數(shù)字壓力表),其#大允許誤差覺(jué)對(duì)值的 1/3 為 0.021 MPa,因此參比實(shí)驗(yàn)室上報(bào)的擴(kuò)展不確定度應(yīng)小于 0.021 MPa。但是從比對(duì)數(shù)據(jù)匯總表中可以看出,F(xiàn)、I 實(shí)驗(yàn)室所有比對(duì)點(diǎn)的擴(kuò)展不確定度分別為 0.044 MPa 和 0.04 MPa,K實(shí)驗(yàn)室 4 MPa 比對(duì)點(diǎn)的擴(kuò)展不確定度均為 0.024 MPa,16 MPa 比對(duì)點(diǎn)的擴(kuò)展不確定度為 0.046 MPa,上述評(píng)定結(jié)果不符合要求。
3)對(duì)不確定度分量的分析存在重復(fù)評(píng)定的現(xiàn)象。例如,比對(duì)方案要求重復(fù)性與分辨力需根據(jù)分析結(jié)果哪個(gè)分量大取哪個(gè),但是仍有部分實(shí)驗(yàn)室將兩者同時(shí)計(jì)入評(píng)定結(jié)果。
4)個(gè)別實(shí)驗(yàn)室以引用誤差計(jì)算活塞式壓力計(jì)的#大允許誤差,正確方法應(yīng)該用相對(duì)誤差。
5)根據(jù)不確定度評(píng)定的有關(guān)規(guī)定,擴(kuò)展不確定度應(yīng)為 1 ~ 2 位有效數(shù)字,部分實(shí)驗(yàn)室上報(bào)的擴(kuò)展不確定度有效數(shù)字為三位。
4 結(jié)語(yǔ)
本次比對(duì),通過(guò) En 值歸一化偏差的判定對(duì)本次全省 21 個(gè)參比實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)能力進(jìn)行評(píng)判,絕大部分參比實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)裝置是正常的、可靠的,保證了全省壓力社會(huì)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)在質(zhì)控范圍內(nèi),確保了各參比實(shí)驗(yàn)室精密壓力表檢定能力保持在良好的水平。對(duì)比對(duì)結(jié)果不理想的實(shí)驗(yàn)室提出整改要求,大大提升了全省壓力表計(jì)量實(shí)驗(yàn)室的檢定能力。
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