数字化高准确度压力测量技术在计量标准中的应用

    湖南省湘维有限公司是大一型化工化纤联合企业,1986年建立了3套二等标准活塞式压力计计量标准装置,作为本公司压力计量的最高标准,向下属12个分厂进行压力量值传递。十多年来,随着标准器的频繁使用和科技的不断发展,其存在着较为严重的有形磨损和无形磨损。

    为了改变这种计量技术陈旧落后的状况,公司于1998年间设计出了既能覆盖高、中、低共12个量程,又能满足微小误差准则要求的3套智能压力计量标准装置。并与华东化工学院金湖仪表联营厂的工程技术人员一起对这一技术在我公司的应用进行了改进和完善,到1999年初这3套计量标准装置已全部建成。

    这3套智能压力计量标准装置,测量准确度可达万分之五,检定方法简单,工作效率高,能对我公司200多块精密压力表、3600多块工作压力表进行量值传递,它对保证生产过程压力计量、压力调节、压力监测等量值准确可靠,保证安全生产,稳定和提高产品质量,满足ISO9002标准认证要求发挥了重要作用。它所采用的检定方法是“直接比较法”,即被检表实际值直接由标准表读取,其误差为:△P=Px-PN。由于改变了传统的“称重法”检定方法,从而大为降低了检定人员的劳动强度,并且取消了原二等标准活塞式压力计的送检,节约了送检费用。

    检定系统的设计

    为满足标准器允许误差小于被检表允许误差1/3~1/20的微小误差准则要求、被检表量程大于标准表量程2/3的误差要求,我们设计了3套精密压力表检定系统:

    1·测量范围为(-100~250)kPa精密力表检定系统    此检定系统的标准器准确度为0·05级,量程段分别为(-100~+100)kPa、0~250kPa。辅助设备有DYQ-03型压力校验台和/或空气过滤减压阀,可用于检定0·25级、0·4级,量程为-100~0kPa、0 ~ 60kPa、0 ~ 100kPa、0 ~160kPa、0~250kPa的精密压力表。检定系统如图一所示(可利用DYQ—03真空压力校检台):

    2·测量范围为0~1600kPa精密压力表检定系统

    此检定系统的标准器准确度为0·05级,量程段分别为0 ~ 600kPa、0 ~1600kPa。可用于检定0·25级、0·4级,量程为0 ~ 400kPa、0 ~ 600kPa、0 ~1000kPa、0~1600kPa的精密压力表。检定系统如图二所示:

    3·测量范围为0~6000kPa精密压力表检定系统

    此检定系统的标准器准确度为0·05级,量程段分别为0 ~ 2500kPa、0 ~6000kPa。可用于检定0·25级、0·4级,量程为0 ~ 2500kPa、0 ~ 4000kPa、0 ~6000kPa的精密压力表。检定系统如图三所示:

    1·标准器性能及工作原理

    我们选用的标准器为ZN-YWB系列智能压力表,该智能压力表采用先进的集成压力传感器,配以高精度放大单元及A/D转换器,进行严密的零点及满量程温度误差的补偿,用单片微机实现各种数据处理、分析、计算。通过面板薄膜开关作为控制键盘,实现各种功能设置。结果由液晶显示器显示及打印机记录或RS—232接口输出,测量准确度可达万分之五。其原理框图如图四所示: