引言

现行的检定规程中对差压变送器检定装置进行整体检测没有相关的要求，只需要对标准表进行量值传递就可以开展工作了。但在实际使用过程中，整体设备因环境温度、操作方法、使用的频率、设备的老化及连接件的松紧问题可能使检定装置整体的计量性能发生变化，以至于会增加检定装置输出压力的不确定度。为了保证差压变送器检定装置日常的稳定、高效运行及检定装置里的标准设备在两次送检之间的量值准确可靠，需要对差压变送器检定装置进行期间核查。

 

差压变送器检定装置的期间核查定义为：为保持对差压变送器检定装置检定状态的可信度，在装置相邻两次检定之间，用专用的核查标准和经过内部评审合适的方法对标准设备进行的核查。差压变送器检定装置的期间核查不同于检定周期内的重复检定，是用以判断计量标准设备是否保持前次检定时的各项计量性能指标、判断整体标准设备是否满足检定要求，保证检定过程受控，确保量值传递的准确可靠，减少由于标准设备附件或配套设备失效而产生的量值偏差的风险，有效地预防了实验室和客户的利益损失。

 

目前，国内差压变送器检定装置还处于起步阶段，没有相应的期间核查方法，只能采用检测的方式对差压变送器的主计量标准进行检测，不能全面核查整体计量装置。

 

因此，有必要提出一种可以对差压变送器检定装置定期进行核查，并保证差压变送器检定装置准确及可靠运行的差压变送器检定装置的期间核查方法 [1~2] 。

 

1 设计方案

本文介绍的差压变送器检定装置的期间核查方法的流程框图，如图1所示。

具体的期间核查方法包括如下步骤：

（1）根据主标准送检时间计算出期间核查日期。

在步骤（1）中，系统根据主标准的送检时间计算出期间核查日期，例如，以送检时间为基础，每间隔半个月、一个月、一个季度半年时间进行一次期间核查。

（2）在期间核查当日，利用检定装置对核查标准进行检定。

在步骤（2）中，根据步骤（1）中计算得到的期间核查日期，在期间核查当日，利用检定装置对核查标准进行检定。在本例中，所述检定装置是差压变送器检定装置，所述核查标准是在检定有效期内的差压变送器。

（3）将核查标准安装在所述检定装置上，自动调用测试程序启动鉴定装置对核查标准进行测试，并将测试数据统一上传给后台控制系统。

在步骤（3）中，人工将核查标准安装在检定装置上，核查标准的低压端接装置的静压输出口，高压端接装置的工作压力输出口。系统自动调用试程序进行测试，测试数据通过485通信或网口通信自动读取保存，再统一上传给后台控制系统。

（4）后台控制系统根据测试数据，对检定装置的台体性能指标进行自动分析。

（5）核查完成后，将所述核查标准卸下 [3~4] 。

 

2、关键实施步骤

在步骤（4）中，后台控制系统根据测试所得数据，自动分析检定装置的台体性能指标，计算出高度差、回差、测量误差、En值。按照测试数据画出核查曲线图，便于检测人员直观的了解测试数据的变化情况，分析与期望状态偏离的程度，及时采取措施。即：步骤4具体包括检定装置与核查标准的高度差测试步骤、核查标准的测量误差测试步骤、核查标准的En值测试步骤、核查标准的回差测试步骤和核查标准的核查曲线作图。

 

在核查标准的测量误差测试步骤中，系统根据公式计算：

式中：

h为允许的高度差；

a为核查标准的准确度等级指数；

Pm为核查标准的输入量程；

ρ为传压介质的密度；

g为当地的重力加速度。

 

在核查标准的测量误差测试步骤中，系统根据预先设置好的检定点，平稳的输入压力信号到各检定点，读取并记录输出值直至上限；然后，反方向平稳改变压力信号到各个检定点，读取并记录输出值直至下限，这为一次循环；如此进行两个循环的检定。

系统根据公式计算：ΔA=A 1 -A 0 （2）

式中：

ΔA为核查标准的测量误差，单位mA；

A 1 为核查标准上行程检定点或下行程检定点的实际输出值，单位mA；

A 0 为核查标准检定点的理论输出值，单位mA。

 

在所述核查标准的En值测试步骤中，系统自动根据上一个周期核查标准的各个测试点的测量误差r 1 减去本次核查标准对应点的测量误差除以 2 倍的测量不确定度U，即为检定装置期间核查的En值：

 

式中：

γ 1 为由第1次核查时测得的各测试点的示值基本误差，%；

γ 2 为由第2次核查时测得的对应测试点的示值基本误差，%；

U为实验室的测量不确定度。

 

在核查标准的回差测试步骤中，系统根据预先设置好的检定点，平稳的输入压力信号到各检定点，读取并记录输出值直至上限；然后反方向平稳改变压力信号到各个检定点，读取并记录输出值直至下限，这为一次循环。如此进行两个循环的检定。

 

系统根据公式计算ΔA d =|A d1 -A d2 | （4）

式中：

ΔA d 为核查标准的回差，单位mA；

A d1 为核查标准上行程检定点的实际输出值，单位mA；

A d2 为核查标准下行程检定点的实际输出值，单位mA。

 

在核查标准的核查曲线作图步骤中，系统根据预设的测试点进行重复N次的单点测试，称为一个子组，重复上述过程，共测量M个子组。

核查曲线图的中心线CL、控制上限UCL和控制下限LCL分别为：

CL= x

UCL= x +0.18 R（5）

LCL= x -0.18 R

式中：

x 为 M个子组中每组数据平均值的平均值；

R为每个子组的极差，即#大值与#小值之差；

R 为M个子组极差的平均值；

N和M为正整数。例如，系统根据预设的测试点进行重复10次的单点测试，称为一个子组。重复上面的过程，共测量20个子组；并且要求的那个子组数k≥20时，根据测试数据自动生成期间核查曲线图 [5] 。

 

3 期间核查结果的判定

本文中差压变送器检定装置在两次校准或检测间隔内，期间核查的频次为3次，每次核查中各压力核查测量点上的校验次数为10次取其平均值，计算得到各次核查中压力核查点核查对象的压力示值误差的平均值，公式如下：

将差压变送器检定装置经校准或检测后shou次核查中各核查点的压力示值误差的平均值设定为ΔF0，后续的3次核查中各压力核查点的压力示值误差的平均值依次设为ΔF1、ΔF2、ΔF3。差压变送器检定装置每次核查中各核查点核查结果的平均值数据如表1所示。

4 期间核查结果验证

由JJF1033《计量标准考核规范》和压力变送器检定规程JJG882的有关规定可知，压力变送器各核查点修正值的扩展不确定度小于或等于压力变送器#大允许误差值的1/3。压力变送器经上级法定计量技术机构检定为0.1级合格，其#大允许误差为±0.6kPa，则差压变送器各核查点修正值的扩展不确定度#大为0.2kPa。

 

通过比较差压变送器检定装置后续核查中各压力核查校验点相对于shou次核查校验点的变化量（即后续核查中各压力核查点示值误差的平均值和shou次期间核查中各压力核查点示值误差平均值差值的觉对值）是否不大于对应压力核查点修正值的扩展不确定度，验证差压变送器检定装置后续每次核查中各压力核查点核查结果是否合格，从而判定差压变送器检定装置的测量范围和压力示值是否均符合规程要求。验证结果如表2所示。

经验证，差压变送器检定装置在两次校准或检测间隔之间，后续的各次核查中压力核查点核查结果（即示值误差的平均值）均合格，则判定差压变送器检定装置在此期间的测量压力示值均符合要求。差压变送器检定装置在两次校准或检定间隔之间，经本文方案核查，其计量性能、通用性能均符合要求。因此，差压变送器检定装置在该期间的状态是可信且持续有效的。

 

如果差压变送器检定装置经本文方案核查，发现其计量性能不符合要求，则必须分析原因。如怀疑是设备本身造成的，必须及时送往法定计量检定机构重新校准或检定。

如果怀疑是由环境影响、粗大误差、人员操作或期间核查标准发生变化等其它因素造成的，则应该采取合适的纠正措施进行纠正，结束后应再次进行核查，如果发现装置还不符合核查要求，则应将标准装置送往上级法定计量机构重新校准或检定 [6~7] 。

 

5 结束语

相较于现有技术，本文提供的差压变送器检定装置的期间核查方法根据变送器检定装置的使用情况分析，不仅可定期自动对检定装置进行测试，以保证装置计量性能的准确稳定，而且发现问题可及时采取预防措施，避免质量风险；同时，还可以有效保证差压变送器检定装置精准运行，应用前景广泛。