计量技术
- 2011-08-23 08:58:54
-
JJG59-2007《活塞式压力计》国家计量检定规程国家2007年已颁布,若对规程有所不解，可以参考学习！
1． 起草人在2004年、2005年多次与西安精密仪器仪表厂工厂高级工程师刘星福（西安云仪仪器仪表有限公司）、上海敏榆实业有限公司王廷锷经理、以及太航仪表厂、西安仪表厂等同事沟通与面谈，并与各计量院所同事广泛交流。得到了生产企业、研究院所同仁的大力协助与支持。在确定指标方面提供了实质帮助。
三、 主要修订内容说明
1． 规程将原来工作基准（0.005级）、一等（0.02级）与二等（0.05级）规程合并为新的活塞压力计检定规程。
2． 本规程针对中压段液体(油)介质活塞压力计，量程直到500MPa;
3． 本规程对于活塞等级提出新的分类方式，为0.005级、0.01级、0.02级、0.05级，相比较旧的规程，不再提工作基准或者一等、二等的说法；且增加了0.01级，删除了原三等（0.2%）。
4． 对于活塞测量范围下限提出要求，厂家在标明测量范围时需要考虑相应指标。从而避免名义上量程覆盖了，却无法进行量值传递的情形。
5． 对活塞转动延续时间指标与测量方法提出较大改动，将过去的测量点降到测量范围下限。
6． 对于活塞压力计使用的介质（对于高压活塞）提出要求，要求使用粘度较低的介质。
7． 对于活塞压力计密封性测试提出较高要求。
8． 对于活塞有效面积传递提出采用起始平衡法和直接平衡法。
9． 由于质量测量手段的提高，对于专用砝码质量不确定度提出较高要求，而且对于活塞专用砝码材质也提出较高要求。砝码最大允许误差分配稍作改动（0.02级由0.01%改为0.008%）
10． 不再严格要求活塞有效面积的允许范围
11． 灵敏阈要求改变，由具体质量改为“相当于最大允许误差10%压力的砝码质量值”
12、首次提出了活塞有效面积周期变化率的要求，以考察活塞压力计的稳定性。
四、 对规程的解释
1 范围
本规程适用于测量范围上限为0.6MPa～500MPa,工作介质为液体的活塞式压力计的首次检定、后续检定和使用中检验。
规程针对 液体压力介质活塞压力计，被检活塞压力计测量范围与原有规程相比有所扩大。
2 本规程引用下列文献
JJF1001-1998 通用计量术语及定义
JJF1002-1998 国家计量检定规程编写规则
OIML R 110-1994 压力天平国际建议
JJG99-2006 砝码检定规程
使用本规程时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。
本规程主要参考了国际建议。同时，所有术语均尽可能符合《JJF1001-1998 通用计量术语及定义》。而且，对于砝码检定以及需要的相应标准器，可以参照相应的规程《JJG99-2006砝码检定规程》。引用时，注意相应规程的现行有效版本。
3 概述
活塞式压力计是利用流体静力平衡（即作用在活塞有效面积上的流体压力与其所负荷的重力相平衡）原理进行压力测量的计量标准器。活塞式压力计一般由活塞系统、专用砝码、校验器组成。
活塞式压力计按照结构大致可分为简单活塞压力计，反压型活塞压力计和可控间隙活塞压力计；按照介质可分为液体介质活塞式压力计和气体介质活塞式压力计。本规程针对液体（油）介质简单活塞压力计。
活塞式压力计必须标明标称范围和测量范围，测量范围下限无法确定的按测量范围上限的10%计算。
活塞式压力计的测量范围上限可在0.6MPa、6MPa、25MPa、60MPa、100MPa、160MPa、250MPa、500MPa中选取。若被检活塞式压力计量程与上述量程不一致的，可按最接近以上量程的数值选取。
标称范围：测量仪器的操纵器件调到特定位置时可得到的示值范围。（标称范围通常用它的上限和下限表明）
测量范围：工作范围，测量仪器的误差处在规定极限内的一组被测量的值。（最大值与最小值之差称为范围）
从以上两条解释引用于《通用计量术语及定义》，可以看出，简单活塞式压力计有起始压力，那么从起始压力到压力范围上限可以称为标称范围；而简单活塞式压力计的测量范围可以解释为能满足要求的压力范围。原规程规定的10%则应是测量范围的下限。
目前使用的活塞式压力计给出的是标称范围，而按现行规程可以得出：
标称范围
测量范围（从量程10%起）
0.6MPa活塞式压力计
0.04MPa～0.6MPa
0.06MPa～0.6MPa
6MPa活塞式压力计
0.1MPa～6MPa
0.6MPa～6MPa
60MPa活塞式压力计
1MPa～60MPa
6MPa～60MPa
250MPa活塞式压力计
5MPa～250MPa
25MPa～250MPa
现在推出新的活塞式压力计一定要标出标称范围和测量范围，否则按规程规定的计算。当然活塞式压力计的测量范围和标称范围可以相同，那么在计量性能要求中就按此计算。
例如:一台标称范围1MPa～100MPa的活塞式压力计, 测量范围为2MPa～100MPa,那么它的测量范围下限则是2MPa，在试验项目中按2MPa进行检测。如果某台新制造的1MPa～100MPa活塞式压力计没有标明测量范围，则测量范围下限按10%、即10MPa进行检测；如果某台新制造的活塞式压力计标明测量范围为1MPa～100MPa，则测量范围下限按1MPa计算。
4 计量性能要求
4.1 准确度等级
规程中给出了一个表格，给出了各准确度等级下的最大允许误差。
准确度等级
最大允许误差
0.005级
压力值在测量范围下限以下时，
为测量范围下限的±0.005%
压力值在测量范围内时，为实际测量压力值的±0.005%
0.01级
压力值在测量范围下限以下时，
为测量范围下限的±0.01%
压力值在测量范围内时，为实际测量压力值的±0.01%
0.02级
压力值在测量范围下限以下时，
为测量范围下限的±0.02%
压力值在测量范围内时，为实际测量压力值的±0.02%
0.05级
压力值在测量范围下限以下时，
为测量范围下限的±0.05%
压力值在测量范围内时，为实际测量压力值的±0.05%
按以上的解释可以直接算出某一准确度等级活塞式压力计的最大允许误差。
例如：一台准确度等级0.005级、标称范围1MPa～100MPa的活塞式压力计, 测量范围为2MPa～100MPa。
压力在1MPa～2MPa时，最大允许误差：
Δ=±(0.005%×2MPa)= ±0.0001MPa；
压力在2MPa～100MPa时，最大允许误差：
Δ=±(0.005%×p)，p为2MPa～100MPa之间的任一压力。
4.2 活塞有效面积
活塞式压力计活塞有效面积的最大允许误差：
准确度等级
活塞有效面积最大允许误差
0.005级
±0.003%
0.01级
±0.006%
0.02级
±0.01%
0.05级
±0.02%
与原规程有所不同，注意加以区别。
4.3 专用砝码质量
活塞式压力计专用砝码质量的最大允许误差：
准确度等级
专用砝码质量最大允许误差
0.005级
±0.001%
0.01级
±0.003%
0.02级
±0.008%
0.05级
±0.02%
比原规程的指标有所提高。在实际工作中应参考JJG99-2006砝码检定规程，对现有天平的准确度按要求计算，不符合要求的要重新添置。检定专用砝码时要按JJG98-2006天平检定规程和JJG99-2006砝码检定规程进行。
4.4 垂直度
活塞式压力计活塞承重盘平面对活塞轴线垂直度的偏差：
准确度等级
垂直度不大于
0.005级
2，
0.01级
2，
0.02级
2，
0.05级
5，
与原规程一致。
4.5 活塞转动延续时间
测量范围上限（MPa）
专用砝码外径不大于（mm）
活塞转动延续时间不小于
0.005级
0.01级
0.02级
0.05级
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
此项指标变动较大，主要是为了保证活塞使用时的可用性和有效工作范围，避免出现量程可以覆盖计量性能却无法满足要求。在活塞转动延续时间检定时，注意负荷压力应符合6.2.5中要求。
4.6 下降速度
测量范围上限（MPa）
负荷
压力
（MPa）
活塞下降速度不大于（mm/min）
0.005级
0.01级
0.02级
0.05级
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
此项指标与原规程相比较也有所变化，检定时应加以注意。
4.7 鉴别力
压力计的鉴别力应小于能产生相当于最大允许误差10%压力的砝码质量值。
原规程使用灵敏阈，报批时，国家局审核小组建议使用《通用计量术语及定义》中规范词语，故使用鉴别力代替灵敏阈，含意一样。原规程给出了灵敏阈规定的表格，一般可以查找表格中相应的数值；现行规程是参考国际建议给出了一个计算方法。
例如：某台标准活塞压力计，准确度0.01级，测量范围（0.1～6）MPa，则鉴别力的计算过程为：
鉴别力=0.01%×10%×60kg=0.6g
4.8 密封性
活塞式压力计校验器密封性
测量范围上限（MPa）
试验压力
（MPa）
后5min压力下降值不大于（MPa）
0.005级
0.01级
0.02级
0.05级
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
此项指标变化较大，主要为了保证检定的正常进行以及活塞压力计的正常使用。检定时应注意试验压力和具体指标。
4.9 活塞有效面积周期变化率
检定后，活塞式压力计活塞有效面积周期变化率：
准确度等级
活塞有效面积周期变化率不大于
0.005级
0.002%
0.01级
0.004%
0.02级
0.006%
0.05级
0.015%
此项目是新增项目，也是考核活塞稳定性的一个重要指标。尤其对于计量标准考核来讲非常重要，作为标准其稳定性需要着重考虑。
要求送检时同时提供上一周期检定证书。
5 通用技术要求
5.1 外观
5.1.1 活塞式压力计校验器的铭牌上应标有型号、仪器编号、测量范围、准确度等级、制造商名称、和出厂日期等标记。
5.1.2 承重盘、专用砝码上应标有编号、压力值或标称质量值以及砝码的顺序编号。
5.1.3 用电机带动的活塞式压力计通电后，电机转动应正常、平稳，不能有影响计量性能的跳动。
5.2 活塞系统
活塞式压力计的活塞转动应灵活，并能自由地在活塞筒内移动，不得有卡住现象。首次检定的压力计，其活塞和活塞筒的工作表面应光滑无锈点，后续检定的压力计，其活塞和活塞筒的工作表面不应有影响计量性能的锈蚀或划痕。
5.3 砝码和承重盘
5.3.1 首次检定的活塞式压力计砝码和承重盘，其表面应完好，有耐磨防锈层（如发蓝、发黑或镀铬）的砝码不得有锈点，同时应光滑无砂眼及其它损伤。
5.3.2 活塞式压力计各个砝码的凹凸面须能正确配合，不得过松或过紧，并能保持同心。
5.3.3 同一标称值的砝码应具有相同的形状和尺寸。
5.3.4 如砝码或承重盘上有调整腔，调整塞的上表面不得高于砝码或承重盘的表面。
5.3.5 0.02级以上（含0.02级）的活塞式压力计专用砝码应使用无磁或低磁金属材料。
以上9条中，对于规程中5.1.2条中，砝码要求有顺序编号，特别对于高压有压力形变修正的活塞。5.3.5条是原规程没有规定的，本次规程修订参照国际建议和联系实际使用情况，0.05级的还是允许使用现有的钢制砝码，而0.02级以上的必须使用无磁金属材料。一般考虑，推荐使用不锈钢材料。那么目前各省级以上试验室使用的0.02级和0.005级的活塞式压力计的配套专用砝码需要更换。
6 计量器具控制
活塞式压力计的检定项目一览表
检定项目
首次检定
后续检定
使用中检验
5.1 外观
+
+
-
5.2 活塞系统
+
+
+
5.3 砝码和承重盘
+
+
-
4.2 活塞有效面积
+
+
+
4.3 专用砝码质量
+
+
+
4.4 垂直度
+
+
+
4.5 活塞转动延续时间
+
+
+
4.6 下降速度
+
+
+
4.7 鉴别力
+
+
+
4.8 密封性
+
-
-
4.9活塞有效面积周期变化率
-
+
-
以上表格可以看出，在后续检定中对于没有送检活塞式压力计底座的可以不检密封性，但是使用者需要自检。如果整台仪器送检的就需要检定密封性。
6.1 检定条件
6.1.1 检定设备
6.1.1.1 检定用主标准器
0.005级的活塞式压力计由国家压力基准传递，其他等级的活塞式压力计检定，可选用有效面积的最大允许误差小于被检压力计有效面积的最大允许误差1/2的活塞式压力计。
从活塞有效面积最大允许误差的表中可以看出，0.005级的可以检定0.01级和0.02级；0.01级能检定0.02级;0.01级和0.02级可以检定0.05级；
对于量程选择，一般选用相同测量上限的活塞式压力计检定，量程大于60MPa的活塞式压力计可选用测量上限不同的活塞式压力计为标准器：
被检活塞式压力计测量上限（MPa）
标准活塞式压力计测量上限（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
建议使用与被检活塞量程接近的活塞式压力计作为标准器.
6.1.1.2 检定用配套设备
检定用配套设备
序号
仪器设备名称
技术要求
用途
1
标准天平或质量比较器
符合相应等级规程要求
专用砝码、活塞及其连接件的质量称量
2
标准砝码
符合相应等级规程要求
专用砝码、活塞及其连接件的质量称量
3
砝码*
克组、毫克组
检定活塞有效面积、鉴别力等
4
水平仪*
分度值为1‘～2‘
垂直性检定
5
百分表或千分表*
量程为5mm或10mm
下降速度检定
6
秒表*
分度值为1/5s或1/10s
延续时间检定和下降速度检定
7
精密压力表*
视情况选取适当等级与测量上限
密封性检定
8
活塞位置指示装置*
位置指示，分辨率优于0.1mm
观察活塞平衡
9
液位差测量尺*
视情况定,分辨率应优于1mm
