關于建立精密壓力表標準裝置中常見問題的分析

壓力表的準確性和可靠性直接影響到生產安全、產品質量等諸多方面，現在很多企業 選擇建立精密壓力表標準裝置，但由于對計量知識掌握和專業技術理解上的不足等原因，在建立計量 標準時遇到了一定的困難。本文就壓力表建標時常見的一些錯誤和問題進行闡述和分析，對于幫助企 業和計量技術機構建立此項標準和規范建標報告的寫法具有一定的意義。

一、概述

1.計量標準的概念

計量標準是計量標準器具的簡稱， 是指準確度低于計量基準的，用于檢 定其它計量標準或工作計量器具，是 把計量基準所復現的單位量值逐級的 傳遞到工作計量器具以及將測量結果 在允許的范圍內溯源到國家計量基準 的重要環節。由此看來，計量標準無 疑是起到了承上啟下的關鍵作用。

2.建立計量標準的依據

（1）建立計量標準的法律依據是 《中華人民共和國計量法》、《中華

人民共和國計量法實施細則》、《計 量標準考核辦法》；

（2）建立計量標準的技術依據是 JJF1033- 2008《計量標準考核規范》、 國家計量檢定系統表以及相應的計量 檢定規程或技術規范。

我國計量標準的考核嚴格執行 JJF1033- 2008《計量標準考核規范》， 由計量標準考評員按照其中規定的六 個方面30項內容逐項進行考評，所以， 建立計量標準的單位必須熟悉計量法 律法規中的相關規定，才能正確的管 理好計量標準，維護好計量標準器具， 更好的開展計量檢定工作。

二、壓力表建標中的常見問題分析

關于建立計量標準的具體過程和 要求，可以參考JJF1033-2008《計量

標準考核規范》和《計量標準考核辦法》 的要求來實施，筆者在此就一些容易 出現錯誤或不合理的地方做一些例舉 和分析。

1.申請新建計量標準考核和計量 標準復查考核的區別：

申請建標首先要向主持考核的質 量技術監督部門遞交申請資料，而申 請新建計量標準考核和計量標準復查 考核的區別是首先要注意的問題，在 需要提交的資料上是有所不同的，申 請計量標準復查考核比申請新建計量 標準考核需要多提交《計量標準考核 證書》原件一份、《計量標準考核證書》 有效期內連續的《計量標準重復性試 驗記錄》和《計量標準穩定性試驗記 錄》復印件各一套；如果計量標準運 行期間，標準器更換、或計量標準由 于某些原因封存或撤銷的話，還需要 分別填寫計量標準更換申報表、計量 標準封存（或撤消）申報表；另外要 注意的是，江蘇省的計量標準考核申 請資料中，在新建標時，需要提交《計 量標準考核（復查）申請書》原件兩份， 而不是一份，在復查考核時要提交《計 量標準履歷書》，這是我省的特別要求。 有很多單位在提交建標資料時，經常 會缺少一些必要的文件，S文使在書面 審查時就出現問題，所以要嚴格按照 規范要求，注意認真核對需要提交的 計量標準資料。

2.計量標準器和主要配套設備的 問題：

計量標準器是建立計量標準的 關鍵，也是考評員眼中的重點考核對 象。要按照規程要求選擇合適的標準 器，根據JJG52- 1999《彈簧管式一 般壓力表、壓力真空表和真空表》檢 定規程中列出的標準器有彈簧管式精 密壓力表和真空表、活塞式壓力計、 活塞式壓力真空計及液體壓力計等， 對于檢定普通壓力表來說，一般我們 選用彈簧管式精密壓力表和真空表， 因為活塞式壓力計雖然精度高，穩 定性好，但操作起來略顯復雜，對于檢定普通的壓力表來講，由于工 作量大，所以工作效率十分重要，只 要精度等級達到檢定規程規定的“標 準器的允許誤差絕對值應不大于被檢 壓力表允許誤差絕對值的1/4”，即 可開展檢定工作。比如要檢定準確 度等級1.6級，測量范圍（0-1.6) MPa的壓力表，則需準確度等級0.4 級，測量范圍（0-1.6) MPa精密壓 力表，被檢壓力表的最大允許誤差絕 對值為 1.6 X 1.6%=0.0256MPa，而 所用標準器的最大允許誤差絕對值為 1.6X 0.4%=0.0064MPa < 1/4X 0.0 256MPa，滿足要求；筆者曾見到過 用準確度等級0.4級，測量范圍（0- 2.5) MPa精密壓力表來檢定準確度 等級1.6級，測量范圍（0-1.6) MPa 的壓力表的事例，這樣就達不到規程 的要求了，因為被檢壓力表的允許誤 差絕對值為 1.6X1.6%=0.0256MPa， 而后者選取測量范圍（0-2.5) MPa 的 精 密 壓 力 表 允 許 誤 差 絕 對值為 2.5X0.4%=0.01MPa > 1/ 4X0.0256MPa=0.0064MPa。所以， 選取合適精度的標準器是開展檢定工 作的前提條件，以0.4級精密壓力表 檢定1.6級普通壓力表來說，則需要 兩表的量程一致，才能滿足要求。

計量標準器的計量特性不但要達 到開展計量檢定工作的要求，還必須 經過有效的溯源，并在證書有效期內， 所以，建標單位應當建立必要的管理 制度，讓標準器及主要配套設備得到 定期有效的溯源。而在有些建標報告 中發現填寫的部分標準器已經超過其 證書有效期的情況，有的并不是沒有 經過定期檢定，而是填寫時直接在上 一期的考核復查申請書上做修改，導 致有些需要改動的地方沒有改，所以， 填寫建表報告和出具檢定證書一樣， 以前的申請書只能作為參考，而我們 填寫時最好用空白模版，以免出現類 似的情況；有的報告中配套設備經常 是空白的，我們檢定壓力表時，除了 標準器外，作為壓力源的手動或電動 壓力校驗儀、真空泵等都是配套設備，配套設備也會對最后的檢定結果造成 一定的影響，必須要填寫完整。

3.計量單位和術語書寫規范的問題：

作為計量工作者，對于計量單位 的書寫一定要嚴格要求，這對于推廣 計量單位的正確使用具有重要的意義。 很多建標報告中大量存在著單位書與 錯誤或技術術語使用不規范的問題， 比如壓力的單位Pa (帕斯卡），是國 際單位制中具有專門名稱的導出單位， 按照要求，當計量單位來源于人名時， 符號的第一個字母要大寫，第二個字 母要小寫，筆者見過許多壓力表建標 報告中的錯誤，如Pa寫成pa、MPa 寫成Mpa、kPa寫成KPa，kPa中的 k屬于詞頭，表示“千”的意思，大寫 是熱力學基本單位開爾文(K)，正確表 達須小寫；還有測量范圍為（-0.1- 2.4) MPa的壓力真空表，有些報告中 直接寫為測量范圍為“-0.1-2.4MPa” 的真空壓力表，在JJG52- 1999上，該 類型壓力表的規范術語名稱應該是“壓 力真空表”，而且其測量范圍也應寫 為（-0.1-2.4) MPa， “- 0.1” 是一 個數值，而“2.4MPa”是一個量值， 不能對等使用，正確的表達應加上括 號。計量單位在書寫時要注意用正體， 不能用斜體，比如用MPa是錯誤的， 應該是MPa�，F在大家經常在word 中使用公式編輯器輸入計算公式時一 并輸入計量單位，這時計量單位就會 出現斜體的情況，因為公式編輯器會 把輸入的字母當作量值來處理，這也 是在做技術報告時需要注意的地方。

4.原始記錄的問題：

在申請建標考核中，需提交隨機 抽取的該計量標準近期開展檢定或校 準項目的原始記錄及相應的模擬檢定 或校準證書復印件兩套。原始記錄是 開展計量檢定工作中的重要組成部分， 它是對檢定人員按照規程執行檢定任 務的一種證明，是對檢定實際情況的 最原始信息的記錄，以后證書、報告 的出具等都來自于原始記錄，因此它 具有真實性和信息量的要求。在考評 中，常發現原始記錄中有計量單位填 寫錯誤、讀數不規范等問題，讀數方 法應該按照JJG52- 1999《彈簧管式一 般壓力表、壓力真空表和真空表》中 5.3.3.2條的規定“壓力表的示值應按 分度值的1/5估讀”，就是說如果壓 力表的分度值為0.02MPa，那么它的 讀數末位應該為0.004的倍數，比如 在檢定點1MPa處，檢定結果可以是 1.004、1.008、0.996、0.992 等，但 絕不能是1.002、0.998等，而回程誤 差、輕敲位移的數據也必須與估讀能 讀到的位數相一致，比如回程誤差可 以是0.004、0.008，而回程誤差和輕 敲位移即使為0，也應該寫為0.000， 這是規范的寫法，要與估讀的位數保 持一致。檢定記錄中選用的標準器， 必須是該次檢定中實際使用的標準器， 具體的標準器選擇方法，上文已經講 過，首先要標準器的測量范圍要覆蓋 被檢壓力表，然后根據JJG52- 1999中 5.2.1.1 “標準器的允許誤差絕對值應 不大于被檢壓力表允許誤差絕對值的 1/4”的規定來選取合適標準器，由于 壓力表建標中使用的大多是標準器組， 數量較多，可以在記錄中事先打印好， 以勾選的方式給出。

5.重復性試驗和穩定性考核的問題：

計量標準必須定期進行重復性試 驗和穩定性考核，以驗證這兩個重要 的計量特性是否符合要求，具體的操 作方法，在JJF1033- 2008中已經有了 詳細的介紹，但由于理解上的偏差， 很多報告中在這方面存在不少問題。 在新建標的技術報告中，重復性試驗 的結果只需要給出重復性數據即可，而定度評定中的重復性做比較， 須知在新建標的技術報告中所做的重 復性實驗即是后面測量不確定度評定 中的重復性，并以此來作為以后計量 標準復查時重復性的核查標準,所以， 只有復查時的重復性需要與測量不確 定度評定中的重復性做比較，如果不 大于新建標時的重復性，則說明重復 性符合要求，若大于，則應按照新的 重復性結果重新進行檢定或校準結果 的測量不確定度評定，并判斷新的測 量不確定度結果是否符合檢定或校準 工作的要求。在穩定性考核中，新建 計量標準的穩定性與已建計量標準的 穩定性考核的方法也是有所不同的， 已建計量標準是以每次測量結果與上 一次測量結果的差值作為該時間段內 的穩定性，而新建標是以幾次測量結 果中的最大值與最小值之差作為穩定 性考核結果，它們都要小于計量標準 的最大允許誤差（不加修正值），或 者小于修正值的擴展不確定度（加修 正值）。而當很多計量標準很難找到 比計量標準本身穩定性更好的核查標 準時，比如標準器是實物量具的，可 以采用將其每次在上級計量技術機構 溯源時的測量結果做出計量標準穩定 性曲線圖，以便于觀察計量標準示值 的變化情況。

6.量值溯源和傳遞框圖的問題：

計量標準的量值溯源和傳遞框圖 具有三級三要素，只需要按照規定填 寫即可，但其中經常發現的是，框圖 中代表量值溯源和傳遞的箭頭方向容 易出現錯誤。三級分別是指上一級、 本級和下一級計量器具，作為我們本 級計量標準，向上一級計量標準屬于 量值溯源，所以箭頭應該向上，而向 下一級計量器具屬于量值傳遞，箭頭 應該向下，箭頭的方向并非沒有含義， 它描述了本級計量標準量值的溯源和 傳遞關系。很多報告框圖中的箭頭一 律向下，顯然沒有領會其中的意思， 這雖然是個細節問題，但經常出現在 各種技術報告中，也是值得引起我們 注意的。

7.檢定或校準結果的驗證：

關于檢定或校準結果的驗證方法，

JJF 1033-2008中給出了傳遞比較法和 比對法，由于前者具有溯源性，所以 原則上首選傳遞比較法，而采用比對 法時的參加的比較者應盡可能的多。 這兩種方法中要注意的是，最后所取 得的擴展不確定度的包含因子應近似 相同，即Ulab與Uref所取的k值應 該是一致的，一般取k=2，當不一致時， 應將其換算成為k=2時的擴展不確定 度。比如某被考核計量標準測量結果 的擴展不確定度為Ulab=0.011MPa (k=2)，而參考標準測量結果的 擴展不確定度為Uref=0.006MPa (k=3)， 換算成k=2時， Uref=0.006 + 3 X 2=0.004MPa，這時 才能與Ulab —起代入公式計算。

8.測量不確定度評定：

測量不確定度評定一直是建標技 術報告中的難點，它要求評定人員不 但要掌握不確定度評定的知識，還要 對該項目的專業知識非常熟悉，這樣 才能完整全面的評定測量不確定度。 對于壓力表測量不確定度的評定中有 一些值得我們注意的問題，由精密壓 力表和被檢壓力表的接口處下端面不 在同一水平面上產生的高度差會引入 不確定度，但現在的校驗臺制作工藝 已經大大減小了高度差，在實際工作 中只要壓力表校驗臺擺放平整，此時 的影響基本可以忽略，而且我們一般 的實驗室很少具備太高的測量能力去 精確得到高度差，在很多報告中評定 者并沒有通過實際測量，而是以主觀 臆斷去假設高度差，并計算由其引入 的不確定度，這樣可會巨對最后的結果 產生較大的影響，所以筆者建議在沒 有條件真實的得到高度差值時，因為 普通壓力表的精度較低，基本可以忽 略此種原因帶來的影響；按照規程規 定，壓力表的讀數按照分度值的五分 之一估讀，但由于估讀引入的不確定 度與重復性引入的不確定度分量有重 復計算的地方，所以應取其中的較大 值，舍去較小值，很多評定中將兩者 都代入合成不確定度中，這顯然增大 了最后的結果；還有的評定中又增加 了 一個數據修約引入的不確定度分量， 以分度值五分之一的一半，即估讀最 小位數的一半作為區間半寬來計算此 不確定度分量，而壓力表的實際測量 結果并沒有取多次測量的平均值，也 沒進舍數值的情況，所以這個分量可 以不用考慮。在評定測量不確定度時， 一定要科學而嚴謹，做到不遺漏、不 重復，正確的評定不確定度是建標技 術報告中的重要環節。

上述提到的這些問題，不僅是壓 力表項目的建標，其它項目計量標準 的建立也可以共同參考和借鑒。