引言

現行的檢定規程中對差壓變送器檢定裝置進(jìn)行整體檢測沒(méi)有相關(guān)的要求，只需要對標準表進(jìn)行量值傳遞就可以開(kāi)展工作了。但在實(shí)際使用過(guò)程中，整體設備因環(huán)境溫度、操作方法、使用的頻率、設備的老化及連接件的松緊問(wèn)題可能使檢定裝置整體的計量性能發(fā)生變化，以至于會(huì )增加檢定裝置輸出壓力的不確定度。為了保證差壓變送器檢定裝置日常的穩定、高效運行及檢定裝置里的標準設備在兩次送檢之間的量值準確可靠，需要對差壓變送器檢定裝置進(jìn)行期間核查。

 

差壓變送器檢定裝置的期間核查定義為：為保持對差壓變送器檢定裝置檢定狀態(tài)的可信度，在裝置相鄰兩次檢定之間，用專(zhuān)用的核查標準和經(jīng)過(guò)內部評審合適的方法對標準設備進(jìn)行的核查。差壓變送器檢定裝置的期間核查不同于檢定周期內的重復檢定，是用以判斷計量標準設備是否保持前次檢定時(shí)的各項計量性能指標、判斷整體標準設備是否滿(mǎn)足檢定要求，保證檢定過(guò)程受控，確保量值傳遞的準確可靠，減少由于標準設備附件或配套設備失效而產(chǎn)生的量值偏差的風(fēng)險，有效地預防了實(shí)驗室和客戶(hù)的利益損失。

 

目前，國內差壓變送器檢定裝置還處于起步階段，沒(méi)有相應的期間核查方法，只能采用檢測的方式對差壓變送器的主計量標準進(jìn)行檢測，不能全面核查整體計量裝置。

 

因此，有必要提出一種可以對差壓變送器檢定裝置定期進(jìn)行核查，并保證差壓變送器檢定裝置準確及可靠運行的差壓變送器檢定裝置的期間核查方法 [1~2] 。

 

1 設計方案

本文介紹的差壓變送器檢定裝置的期間核查方法的流程框圖，如圖1所示。

具體的期間核查方法包括如下步驟：

（1）根據主標準送檢時(shí)間計算出期間核查日期。

在步驟（1）中，系統根據主標準的送檢時(shí)間計算出期間核查日期，例如，以送檢時(shí)間為基礎，每間隔半個(gè)月、一個(gè)月、一個(gè)季度半年時(shí)間進(jìn)行一次期間核查。

（2）在期間核查當日，利用檢定裝置對核查標準進(jìn)行檢定。

在步驟（2）中，根據步驟（1）中計算得到的期間核查日期，在期間核查當日，利用檢定裝置對核查標準進(jìn)行檢定。在本例中，所述檢定裝置是差壓變送器檢定裝置，所述核查標準是在檢定有效期內的差壓變送器。

（3）將核查標準安裝在所述檢定裝置上，自動(dòng)調用測試程序啟動(dòng)鑒定裝置對核查標準進(jìn)行測試，并將測試數據統一上傳給后臺控制系統。

在步驟（3）中，人工將核查標準安裝在檢定裝置上，核查標準的低壓端接裝置的靜壓輸出口，高壓端接裝置的工作壓力輸出口。系統自動(dòng)調用試程序進(jìn)行測試，測試數據通過(guò)485通信或網(wǎng)口通信自動(dòng)讀取保存，再統一上傳給后臺控制系統。

（4）后臺控制系統根據測試數據，對檢定裝置的臺體性能指標進(jìn)行自動(dòng)分析。

（5）核查完成后，將所述核查標準卸下 [3~4] 。

 

2、關(guān)鍵實(shí)施步驟

在步驟（4）中，后臺控制系統根據測試所得數據，自動(dòng)分析檢定裝置的臺體性能指標，計算出高度差、回差、測量誤差、En值。按照測試數據畫(huà)出核查曲線(xiàn)圖，便于檢測人員直觀(guān)的了解測試數據的變化情況，分析與期望狀態(tài)偏離的程度，及時(shí)采取措施。即：步驟4具體包括檢定裝置與核查標準的高度差測試步驟、核查標準的測量誤差測試步驟、核查標準的En值測試步驟、核查標準的回差測試步驟和核查標準的核查曲線(xiàn)作圖。

 

在核查標準的測量誤差測試步驟中，系統根據公式計算：

式中：

h為允許的高度差；

a為核查標準的準確度等級指數；

Pm為核查標準的輸入量程；

ρ為傳壓介質(zhì)的密度；

g為當地的重力加速度。

 

在核查標準的測量誤差測試步驟中，系統根據預先設置好的檢定點(diǎn)，平穩的輸入壓力信號到各檢定點(diǎn)，讀取并記錄輸出值直至上限；然后，反方向平穩改變壓力信號到各個(gè)檢定點(diǎn)，讀取并記錄輸出值直至下限，這為一次循環(huán)；如此進(jìn)行兩個(gè)循環(huán)的檢定。

系統根據公式計算：ΔA=A 1 -A 0 （2）

式中：

ΔA為核查標準的測量誤差，單位mA；

A 1 為核查標準上行程檢定點(diǎn)或下行程檢定點(diǎn)的實(shí)際輸出值，單位mA；

A 0 為核查標準檢定點(diǎn)的理論輸出值，單位mA。

 

在所述核查標準的En值測試步驟中，系統自動(dòng)根據上一個(gè)周期核查標準的各個(gè)測試點(diǎn)的測量誤差r 1 減去本次核查標準對應點(diǎn)的測量誤差除以 2 倍的測量不確定度U，即為檢定裝置期間核查的En值：

 

式中：

γ 1 為由第1次核查時(shí)測得的各測試點(diǎn)的示值基本誤差，%；

γ 2 為由第2次核查時(shí)測得的對應測試點(diǎn)的示值基本誤差，%；

U為實(shí)驗室的測量不確定度。

 

在核查標準的回差測試步驟中，系統根據預先設置好的檢定點(diǎn)，平穩的輸入壓力信號到各檢定點(diǎn)，讀取并記錄輸出值直至上限；然后反方向平穩改變壓力信號到各個(gè)檢定點(diǎn)，讀取并記錄輸出值直至下限，這為一次循環(huán)。如此進(jìn)行兩個(gè)循環(huán)的檢定。

 

系統根據公式計算ΔA d =|A d1 -A d2 | （4）

式中：

ΔA d 為核查標準的回差，單位mA；

A d1 為核查標準上行程檢定點(diǎn)的實(shí)際輸出值，單位mA；

A d2 為核查標準下行程檢定點(diǎn)的實(shí)際輸出值，單位mA。

 

在核查標準的核查曲線(xiàn)作圖步驟中，系統根據預設的測試點(diǎn)進(jìn)行重復N次的單點(diǎn)測試，稱(chēng)為一個(gè)子組，重復上述過(guò)程，共測量M個(gè)子組。

核查曲線(xiàn)圖的中心線(xiàn)CL、控制上限UCL和控制下限LCL分別為：

CL= x

UCL= x +0.18 R（5）

LCL= x -0.18 R

式中：

x 為 M個(gè)子組中每組數據平均值的平均值；

R為每個(gè)子組的極差，即#大值與#小值之差；

R 為M個(gè)子組極差的平均值；

N和M為正整數。例如，系統根據預設的測試點(diǎn)進(jìn)行重復10次的單點(diǎn)測試，稱(chēng)為一個(gè)子組。重復上面的過(guò)程，共測量20個(gè)子組；并且要求的那個(gè)子組數k≥20時(shí)，根據測試數據自動(dòng)生成期間核查曲線(xiàn)圖 [5] 。

 

3 期間核查結果的判定

本文中差壓變送器檢定裝置在兩次校準或檢測間隔內，期間核查的頻次為3次，每次核查中各壓力核查測量點(diǎn)上的校驗次數為10次取其平均值，計算得到各次核查中壓力核查點(diǎn)核查對象的壓力示值誤差的平均值，公式如下：

將差壓變送器檢定裝置經(jīng)校準或檢測后shou次核查中各核查點(diǎn)的壓力示值誤差的平均值設定為ΔF0，后續的3次核查中各壓力核查點(diǎn)的壓力示值誤差的平均值依次設為ΔF1、ΔF2、ΔF3。差壓變送器檢定裝置每次核查中各核查點(diǎn)核查結果的平均值數據如表1所示。

4 期間核查結果驗證

由JJF1033《計量標準考核規范》和壓力變送器檢定規程JJG882的有關(guān)規定可知，壓力變送器各核查點(diǎn)修正值的擴展不確定度小于或等于壓力變送器#大允許誤差值的1/3。壓力變送器經(jīng)上級法定計量技術(shù)機構檢定為0.1級合格，其#大允許誤差為±0.6kPa，則差壓變送器各核查點(diǎn)修正值的擴展不確定度#大為0.2kPa。

 

通過(guò)比較差壓變送器檢定裝置后續核查中各壓力核查校驗點(diǎn)相對于shou次核查校驗點(diǎn)的變化量（即后續核查中各壓力核查點(diǎn)示值誤差的平均值和shou次期間核查中各壓力核查點(diǎn)示值誤差平均值差值的覺(jué)對值）是否不大于對應壓力核查點(diǎn)修正值的擴展不確定度，驗證差壓變送器檢定裝置后續每次核查中各壓力核查點(diǎn)核查結果是否合格，從而判定差壓變送器檢定裝置的測量范圍和壓力示值是否均符合規程要求。驗證結果如表2所示。

經(jīng)驗證，差壓變送器檢定裝置在兩次校準或檢測間隔之間，后續的各次核查中壓力核查點(diǎn)核查結果（即示值誤差的平均值）均合格，則判定差壓變送器檢定裝置在此期間的測量壓力示值均符合要求。差壓變送器檢定裝置在兩次校準或檢定間隔之間，經(jīng)本文方案核查，其計量性能、通用性能均符合要求。因此，差壓變送器檢定裝置在該期間的狀態(tài)是可信且持續有效的。

 

如果差壓變送器檢定裝置經(jīng)本文方案核查，發(fā)現其計量性能不符合要求，則必須分析原因。如懷疑是設備本身造成的，必須及時(shí)送往法定計量檢定機構重新校準或檢定。

如果懷疑是由環(huán)境影響、粗大誤差、人員操作或期間核查標準發(fā)生變化等其它因素造成的，則應該采取合適的糾正措施進(jìn)行糾正，結束后應再次進(jìn)行核查，如果發(fā)現裝置還不符合核查要求，則應將標準裝置送往上級法定計量機構重新校準或檢定 [6~7] 。

 

5 結束語(yǔ)

相較于現有技術(shù)，本文提供的差壓變送器檢定裝置的期間核查方法根據變送器檢定裝置的使用情況分析，不僅可定期自動(dòng)對檢定裝置進(jìn)行測試，以保證裝置計量性能的準確穩定，而且發(fā)現問(wèn)題可及時(shí)采取預防措施，避免質(zhì)量風(fēng)險；同時(shí)，還可以有效保證差壓變送器檢定裝置精準運行，應用前景廣泛。