計(jì)量技術(shù)
- 2011-08-23 08:58:54
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JJG59-2007《活塞式壓力計(jì)》國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程國(guó)家2007年已頒布,若對(duì)規(guī)程有所不解，可以參考學(xué)習(xí)！
1． 起草人在2004年、2005年多次與西安精密儀器儀表廠(chǎng)工廠(chǎng)高級(jí)工程師劉星福（西安云儀儀器儀表有限公司）、上海敏榆實(shí)業(yè)有限公司王廷鍔經(jīng)理、以及太航儀表廠(chǎng)、西安儀表廠(chǎng)等同事溝通與面談，并與各計(jì)量院所同事廣泛交流。得到了生產(chǎn)企業(yè)、研究院所同仁的大力協(xié)助與支持。在確定指標(biāo)方面提供了實(shí)質(zhì)幫助。
三、 主要修訂內(nèi)容說(shuō)明
1． 規(guī)程將原來(lái)工作基準(zhǔn)（0.005級(jí)）、一等（0.02級(jí)）與二等（0.05級(jí)）規(guī)程合并為新的活塞壓力計(jì)檢定規(guī)程。
2． 本規(guī)程針對(duì)中壓段液體(油)介質(zhì)活塞壓力計(jì)，量程直到500MPa;
3． 本規(guī)程對(duì)于活塞等級(jí)提出新的分類(lèi)方式，為0.005級(jí)、0.01級(jí)、0.02級(jí)、0.05級(jí)，相比較舊的規(guī)程，不再提工作基準(zhǔn)或者一等、二等的說(shuō)法；且增加了0.01級(jí)，刪除了原三等（0.2%）。
4． 對(duì)于活塞測(cè)量范圍下限提出要求，廠(chǎng)家在標(biāo)明測(cè)量范圍時(shí)需要考慮相應(yīng)指標(biāo)。從而避免名義上量程覆蓋了，卻無(wú)法進(jìn)行量值傳遞的情形。
5． 對(duì)活塞轉(zhuǎn)動(dòng)延續(xù)時(shí)間指標(biāo)與測(cè)量方法提出較大改動(dòng)，將過(guò)去的測(cè)量點(diǎn)降到測(cè)量范圍下限。
6． 對(duì)于活塞壓力計(jì)使用的介質(zhì)（對(duì)于高壓活塞）提出要求，要求使用粘度較低的介質(zhì)。
7． 對(duì)于活塞壓力計(jì)密封性測(cè)試提出較高要求。
8． 對(duì)于活塞有效面積傳遞提出采用起始平衡法和直接平衡法。
9． 由于質(zhì)量測(cè)量手段的提高，對(duì)于專(zhuān)用砝碼質(zhì)量不確定度提出較高要求，而且對(duì)于活塞專(zhuān)用砝碼材質(zhì)也提出較高要求。砝碼最大允許誤差分配稍作改動(dòng)（0.02級(jí)由0.01%改為0.008%）
10． 不再?lài)?yán)格要求活塞有效面積的允許范圍
11． 靈敏閾要求改變，由具體質(zhì)量改為“相當(dāng)于最大允許誤差10%壓力的砝碼質(zhì)量值”
12、首次提出了活塞有效面積周期變化率的要求，以考察活塞壓力計(jì)的穩(wěn)定性。
四、 對(duì)規(guī)程的解釋
1 范圍
本規(guī)程適用于測(cè)量范圍上限為0.6MPa～500MPa,工作介質(zhì)為液體的活塞式壓力計(jì)的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗(yàn)。
規(guī)程針對(duì) 液體壓力介質(zhì)活塞壓力計(jì)，被檢活塞壓力計(jì)測(cè)量范圍與原有規(guī)程相比有所擴(kuò)大。
2 本規(guī)程引用下列文獻(xiàn)
JJF1001-1998 通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義
JJF1002-1998 國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程編寫(xiě)規(guī)則
OIML R 110-1994 壓力天平國(guó)際建議
JJG99-2006 砝碼檢定規(guī)程
使用本規(guī)程時(shí)，應(yīng)注意使用上述引用文獻(xiàn)的現(xiàn)行有效版本。
本規(guī)程主要參考了國(guó)際建議。同時(shí)，所有術(shù)語(yǔ)均盡可能符合《JJF1001-1998 通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》。而且，對(duì)于砝碼檢定以及需要的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)器，可以參照相應(yīng)的規(guī)程《JJG99-2006砝碼檢定規(guī)程》。引用時(shí)，注意相應(yīng)規(guī)程的現(xiàn)行有效版本。
3 概述
活塞式壓力計(jì)是利用流體靜力平衡（即作用在活塞有效面積上的流體壓力與其所負(fù)荷的重力相平衡）原理進(jìn)行壓力測(cè)量的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器?；钊綁毫τ?jì)一般由活塞系統(tǒng)、專(zhuān)用砝碼、校驗(yàn)器組成。
活塞式壓力計(jì)按照結(jié)構(gòu)大致可分為簡(jiǎn)單活塞壓力計(jì)，反壓型活塞壓力計(jì)和可控間隙活塞壓力計(jì)；按照介質(zhì)可分為液體介質(zhì)活塞式壓力計(jì)和氣體介質(zhì)活塞式壓力計(jì)。本規(guī)程針對(duì)液體（油）介質(zhì)簡(jiǎn)單活塞壓力計(jì)。
活塞式壓力計(jì)必須標(biāo)明標(biāo)稱(chēng)范圍和測(cè)量范圍，測(cè)量范圍下限無(wú)法確定的按測(cè)量范圍上限的10%計(jì)算。
活塞式壓力計(jì)的測(cè)量范圍上限可在0.6MPa、6MPa、25MPa、60MPa、100MPa、160MPa、250MPa、500MPa中選取。若被檢活塞式壓力計(jì)量程與上述量程不一致的，可按最接近以上量程的數(shù)值選取。
標(biāo)稱(chēng)范圍：測(cè)量?jī)x器的操縱器件調(diào)到特定位置時(shí)可得到的示值范圍。（標(biāo)稱(chēng)范圍通常用它的上限和下限表明）
測(cè)量范圍：工作范圍，測(cè)量?jī)x器的誤差處在規(guī)定極限內(nèi)的一組被測(cè)量的值。（最大值與最小值之差稱(chēng)為范圍）
從以上兩條解釋引用于《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》，可以看出，簡(jiǎn)單活塞式壓力計(jì)有起始?jí)毫Γ敲磸钠鹗級(jí)毫Φ綁毫Ψ秶舷蘅梢苑Q(chēng)為標(biāo)稱(chēng)范圍；而簡(jiǎn)單活塞式壓力計(jì)的測(cè)量范圍可以解釋為能滿(mǎn)足要求的壓力范圍。原規(guī)程規(guī)定的10%則應(yīng)是測(cè)量范圍的下限。
目前使用的活塞式壓力計(jì)給出的是標(biāo)稱(chēng)范圍，而按現(xiàn)行規(guī)程可以得出：
標(biāo)稱(chēng)范圍
測(cè)量范圍（從量程10%起）
0.6MPa活塞式壓力計(jì)
0.04MPa～0.6MPa
0.06MPa～0.6MPa
6MPa活塞式壓力計(jì)
0.1MPa～6MPa
0.6MPa～6MPa
60MPa活塞式壓力計(jì)
1MPa～60MPa
6MPa～60MPa
250MPa活塞式壓力計(jì)
5MPa～250MPa
25MPa～250MPa
現(xiàn)在推出新的活塞式壓力計(jì)一定要標(biāo)出標(biāo)稱(chēng)范圍和測(cè)量范圍，否則按規(guī)程規(guī)定的計(jì)算。當(dāng)然活塞式壓力計(jì)的測(cè)量范圍和標(biāo)稱(chēng)范圍可以相同，那么在計(jì)量性能要求中就按此計(jì)算。
例如:一臺(tái)標(biāo)稱(chēng)范圍1MPa～100MPa的活塞式壓力計(jì), 測(cè)量范圍為2MPa～100MPa,那么它的測(cè)量范圍下限則是2MPa，在試驗(yàn)項(xiàng)目中按2MPa進(jìn)行檢測(cè)。如果某臺(tái)新制造的1MPa～100MPa活塞式壓力計(jì)沒(méi)有標(biāo)明測(cè)量范圍，則測(cè)量范圍下限按10%、即10MPa進(jìn)行檢測(cè)；如果某臺(tái)新制造的活塞式壓力計(jì)標(biāo)明測(cè)量范圍為1MPa～100MPa，則測(cè)量范圍下限按1MPa計(jì)算。
4 計(jì)量性能要求
4.1 準(zhǔn)確度等級(jí)
規(guī)程中給出了一個(gè)表格，給出了各準(zhǔn)確度等級(jí)下的最大允許誤差。
準(zhǔn)確度等級(jí)
最大允許誤差
0.005級(jí)
壓力值在測(cè)量范圍下限以下時(shí)，
為測(cè)量范圍下限的±0.005%
壓力值在測(cè)量范圍內(nèi)時(shí)，為實(shí)際測(cè)量壓力值的±0.005%
0.01級(jí)
壓力值在測(cè)量范圍下限以下時(shí)，
為測(cè)量范圍下限的±0.01%
壓力值在測(cè)量范圍內(nèi)時(shí)，為實(shí)際測(cè)量壓力值的±0.01%
0.02級(jí)
壓力值在測(cè)量范圍下限以下時(shí)，
為測(cè)量范圍下限的±0.02%
壓力值在測(cè)量范圍內(nèi)時(shí)，為實(shí)際測(cè)量壓力值的±0.02%
0.05級(jí)
壓力值在測(cè)量范圍下限以下時(shí)，
為測(cè)量范圍下限的±0.05%
壓力值在測(cè)量范圍內(nèi)時(shí)，為實(shí)際測(cè)量壓力值的±0.05%
按以上的解釋可以直接算出某一準(zhǔn)確度等級(jí)活塞式壓力計(jì)的最大允許誤差。
例如：一臺(tái)準(zhǔn)確度等級(jí)0.005級(jí)、標(biāo)稱(chēng)范圍1MPa～100MPa的活塞式壓力計(jì), 測(cè)量范圍為2MPa～100MPa。
壓力在1MPa～2MPa時(shí)，最大允許誤差：
Δ=±(0.005%×2MPa)= ±0.0001MPa；
壓力在2MPa～100MPa時(shí)，最大允許誤差：
Δ=±(0.005%×p)，p為2MPa～100MPa之間的任一壓力。
4.2 活塞有效面積
活塞式壓力計(jì)活塞有效面積的最大允許誤差：
準(zhǔn)確度等級(jí)
活塞有效面積最大允許誤差
0.005級(jí)
±0.003%
0.01級(jí)
±0.006%
0.02級(jí)
±0.01%
0.05級(jí)
±0.02%
與原規(guī)程有所不同，注意加以區(qū)別。
4.3 專(zhuān)用砝碼質(zhì)量
活塞式壓力計(jì)專(zhuān)用砝碼質(zhì)量的最大允許誤差：
準(zhǔn)確度等級(jí)
專(zhuān)用砝碼質(zhì)量最大允許誤差
0.005級(jí)
±0.001%
0.01級(jí)
±0.003%
0.02級(jí)
±0.008%
0.05級(jí)
±0.02%
比原規(guī)程的指標(biāo)有所提高。在實(shí)際工作中應(yīng)參考JJG99-2006砝碼檢定規(guī)程，對(duì)現(xiàn)有天平的準(zhǔn)確度按要求計(jì)算，不符合要求的要重新添置。檢定專(zhuān)用砝碼時(shí)要按JJG98-2006天平檢定規(guī)程和JJG99-2006砝碼檢定規(guī)程進(jìn)行。
4.4 垂直度
活塞式壓力計(jì)活塞承重盤(pán)平面對(duì)活塞軸線(xiàn)垂直度的偏差：
準(zhǔn)確度等級(jí)
垂直度不大于
0.005級(jí)
2，
0.01級(jí)
2，
0.02級(jí)
2，
0.05級(jí)
5，
與原規(guī)程一致。
4.5 活塞轉(zhuǎn)動(dòng)延續(xù)時(shí)間
測(cè)量范圍上限（MPa）
專(zhuān)用砝碼外徑不大于（mm）
活塞轉(zhuǎn)動(dòng)延續(xù)時(shí)間不小于
0.005級(jí)
0.01級(jí)
0.02級(jí)
0.05級(jí)
0.6
140
50s
40s
30s
25s
6
230
3min
2min30s
2min
1min
25
230
3min30s
3min
2min30s
1min30s
60、100、160
290
4min
3min30s
2min30s
2min
250、500
340
6min
5min
4min
3min
此項(xiàng)指標(biāo)變動(dòng)較大，主要是為了保證活塞使用時(shí)的可用性和有效工作范圍，避免出現(xiàn)量程可以覆蓋計(jì)量性能卻無(wú)法滿(mǎn)足要求。在活塞轉(zhuǎn)動(dòng)延續(xù)時(shí)間檢定時(shí)，注意負(fù)荷壓力應(yīng)符合6.2.5中要求。
4.6 下降速度
測(cè)量范圍上限（MPa）
負(fù)荷
壓力
（MPa）
活塞下降速度不大于（mm/min）
0.005級(jí)
0.01級(jí)
0.02級(jí)
0.05級(jí)
新制造
使用中
新制造
使用中
新制造
使用中
新制造
使用中
0.6
0.6
0.15
0.3
0.2
0.4
0.2
0.5
0.8
1.5
6
6
0.15
0.4
0.2
0.4
0.2
0.5
0.5
1
25
25
0.2
0.4
0.2
0.5
0.5
1.0
0.5
1.5
60
60
0.2
0.5
0.3
0.8
0.8
1.0
1.0
1.5
100
100
0.4
0.7
0.4
0.8
0.8
1.0
1.0
1.5
160
160
0.4
0.8
0.5
1.0
1.0
1.3
1.0
1.6
250
250
0.5
1.0
0.6
1.2
1.0
1.5
1.5
2
500
500
1.5
2
1.5
2.2
1.5
2.5
2.0
3
此項(xiàng)指標(biāo)與原規(guī)程相比較也有所變化，檢定時(shí)應(yīng)加以注意。
4.7 鑒別力
壓力計(jì)的鑒別力應(yīng)小于能產(chǎn)生相當(dāng)于最大允許誤差10%壓力的砝碼質(zhì)量值。
原規(guī)程使用靈敏閾，報(bào)批時(shí)，國(guó)家局審核小組建議使用《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》中規(guī)范詞語(yǔ)，故使用鑒別力代替靈敏閾，含意一樣。原規(guī)程給出了靈敏閾規(guī)定的表格，一般可以查找表格中相應(yīng)的數(shù)值；現(xiàn)行規(guī)程是參考國(guó)際建議給出了一個(gè)計(jì)算方法。
例如：某臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)活塞壓力計(jì)，準(zhǔn)確度0.01級(jí)，測(cè)量范圍（0.1～6）MPa，則鑒別力的計(jì)算過(guò)程為：
鑒別力=0.01%×10%×60kg=0.6g
4.8 密封性
活塞式壓力計(jì)校驗(yàn)器密封性
測(cè)量范圍上限（MPa）
試驗(yàn)壓力
（MPa）
后5min壓力下降值不大于（MPa）
0.005級(jí)
0.01級(jí)
0.02級(jí)
0.05級(jí)
0.6
1
0.02
0.02
0.025
0.05
6
10
0.2
0.2
0.25
0.5
25
30
0.3
0.3
0.5
1.0
60
80
0.5
0.75
1.25
2.0
100
130
1.0
1.5
2.0
3.0
160
200
2.0
2.5
3.0
5.0
250
300
3.0
4.0
5.0
10.0
500
500
4.0
5.0
8.0
12.0
此項(xiàng)指標(biāo)變化較大，主要為了保證檢定的正常進(jìn)行以及活塞壓力計(jì)的正常使用。檢定時(shí)應(yīng)注意試驗(yàn)壓力和具體指標(biāo)。
4.9 活塞有效面積周期變化率
檢定后，活塞式壓力計(jì)活塞有效面積周期變化率：
準(zhǔn)確度等級(jí)
活塞有效面積周期變化率不大于
0.005級(jí)
0.002%
0.01級(jí)
0.004%
0.02級(jí)
0.006%
0.05級(jí)
0.015%
此項(xiàng)目是新增項(xiàng)目，也是考核活塞穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo)。尤其對(duì)于計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核來(lái)講非常重要，作為標(biāo)準(zhǔn)其穩(wěn)定性需要著重考慮。
要求送檢時(shí)同時(shí)提供上一周期檢定證書(shū)。
5 通用技術(shù)要求
5.1 外觀(guān)
5.1.1 活塞式壓力計(jì)校驗(yàn)器的銘牌上應(yīng)標(biāo)有型號(hào)、儀器編號(hào)、測(cè)量范圍、準(zhǔn)確度等級(jí)、制造商名稱(chēng)、和出廠(chǎng)日期等標(biāo)記。
5.1.2 承重盤(pán)、專(zhuān)用砝碼上應(yīng)標(biāo)有編號(hào)、壓力值或標(biāo)稱(chēng)質(zhì)量值以及砝碼的順序編號(hào)。
5.1.3 用電機(jī)帶動(dòng)的活塞式壓力計(jì)通電后，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)正常、平穩(wěn)，不能有影響計(jì)量性能的跳動(dòng)。
5.2 活塞系統(tǒng)
活塞式壓力計(jì)的活塞轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)靈活，并能自由地在活塞筒內(nèi)移動(dòng)，不得有卡住現(xiàn)象。首次檢定的壓力計(jì)，其活塞和活塞筒的工作表面應(yīng)光滑無(wú)銹點(diǎn)，后續(xù)檢定的壓力計(jì)，其活塞和活塞筒的工作表面不應(yīng)有影響計(jì)量性能的銹蝕或劃痕。
5.3 砝碼和承重盤(pán)
5.3.1 首次檢定的活塞式壓力計(jì)砝碼和承重盤(pán)，其表面應(yīng)完好，有耐磨防銹層（如發(fā)藍(lán)、發(fā)黑或鍍鉻）的砝碼不得有銹點(diǎn)，同時(shí)應(yīng)光滑無(wú)砂眼及其它損傷。
5.3.2 活塞式壓力計(jì)各個(gè)砝碼的凹凸面須能正確配合，不得過(guò)松或過(guò)緊，并能保持同心。
5.3.3 同一標(biāo)稱(chēng)值的砝碼應(yīng)具有相同的形狀和尺寸。
5.3.4 如砝碼或承重盤(pán)上有調(diào)整腔，調(diào)整塞的上表面不得高于砝碼或承重盤(pán)的表面。
5.3.5 0.02級(jí)以上（含0.02級(jí)）的活塞式壓力計(jì)專(zhuān)用砝碼應(yīng)使用無(wú)磁或低磁金屬材料。
以上9條中，對(duì)于規(guī)程中5.1.2條中，砝碼要求有順序編號(hào)，特別對(duì)于高壓有壓力形變修正的活塞。5.3.5條是原規(guī)程沒(méi)有規(guī)定的，本次規(guī)程修訂參照國(guó)際建議和聯(lián)系實(shí)際使用情況，0.05級(jí)的還是允許使用現(xiàn)有的鋼制砝碼，而0.02級(jí)以上的必須使用無(wú)磁金屬材料。一般考慮，推薦使用不銹鋼材料。那么目前各省級(jí)以上試驗(yàn)室使用的0.02級(jí)和0.005級(jí)的活塞式壓力計(jì)的配套專(zhuān)用砝碼需要更換。
6 計(jì)量器具控制
活塞式壓力計(jì)的檢定項(xiàng)目一覽表
檢定項(xiàng)目
首次檢定
后續(xù)檢定
使用中檢驗(yàn)
5.1 外觀(guān)
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5.2 活塞系統(tǒng)
+
+
+
5.3 砝碼和承重盤(pán)
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4.2 活塞有效面積
+
+
+
4.3 專(zhuān)用砝碼質(zhì)量
+
+
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4.4 垂直度
+
+
+
4.5 活塞轉(zhuǎn)動(dòng)延續(xù)時(shí)間
+
+
+
4.6 下降速度
+
+
+
4.7 鑒別力
+
+
+
4.8 密封性
+
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-
4.9活塞有效面積周期變化率
-
+
-
以上表格可以看出，在后續(xù)檢定中對(duì)于沒(méi)有送檢活塞式壓力計(jì)底座的可以不檢密封性，但是使用者需要自檢。如果整臺(tái)儀器送檢的就需要檢定密封性。
6.1 檢定條件
6.1.1 檢定設(shè)備
6.1.1.1 檢定用主標(biāo)準(zhǔn)器
0.005級(jí)的活塞式壓力計(jì)由國(guó)家壓力基準(zhǔn)傳遞，其他等級(jí)的活塞式壓力計(jì)檢定，可選用有效面積的最大允許誤差小于被檢壓力計(jì)有效面積的最大允許誤差1/2的活塞式壓力計(jì)。
從活塞有效面積最大允許誤差的表中可以看出，0.005級(jí)的可以檢定0.01級(jí)和0.02級(jí)；0.01級(jí)能檢定0.02級(jí);0.01級(jí)和0.02級(jí)可以檢定0.05級(jí)；
對(duì)于量程選擇，一般選用相同測(cè)量上限的活塞式壓力計(jì)檢定，量程大于60MPa的活塞式壓力計(jì)可選用測(cè)量上限不同的活塞式壓力計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)器：
被檢活塞式壓力計(jì)測(cè)量上限（MPa）
標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)測(cè)量上限（MPa）
0.6
0.6
6
6
25
6或25
60
60
100
60或100
160
60、100或160
250
60、100或160、250
500
100或160、250、500
建議使用與被檢活塞量程接近的活塞式壓力計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器.
6.1.1.2 檢定用配套設(shè)備
檢定用配套設(shè)備
序號(hào)
儀器設(shè)備名稱(chēng)
技術(shù)要求
用途
1
標(biāo)準(zhǔn)天平或質(zhì)量比較器
符合相應(yīng)等級(jí)規(guī)程要求
專(zhuān)用砝碼、活塞及其連接件的質(zhì)量稱(chēng)量
2
標(biāo)準(zhǔn)砝碼
符合相應(yīng)等級(jí)規(guī)程要求
專(zhuān)用砝碼、活塞及其連接件的質(zhì)量稱(chēng)量
3
砝碼*
克組、毫克組
檢定活塞有效面積、鑒別力等
4
水平儀*
分度值為1‘～2‘
垂直性檢定
5
百分表或千分表*
量程為5mm或10mm
下降速度檢定
6
秒表*
分度值為1/5s或1/10s
延續(xù)時(shí)間檢定和下降速度檢定
7
精密壓力表*
視情況選取適當(dāng)?shù)燃?jí)與測(cè)量上限
密封性檢定
8
活塞位置指示裝置*
位置指示，分辨率優(yōu)于0.1mm
觀(guān)察活塞平衡
9
液位差測(cè)量尺*
視情況定,分辨率應(yīng)優(yōu)于1mm
測(cè)量活塞參考
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