JJF(蒙) 146-2026 管道压力表校准规范

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资源简介

  内蒙古自治区地方计量技术规范

JJF(蒙)146—2026

管道压力表校准规范

Cal ibrat ion Specificat ion for Pipe l ine Pressure Gauge

2026-05-01 发布 2026-08-01 实施

内蒙古自治区市场监督管理局 发 布

管道压力表校准规范

Cal ibrat ion Specificat ion for Pipe l ine

Pressure Gauge

JJF (蒙)146—2026

归 口 单 位: 内 蒙 古 自治 区 市场监督管理局

主要起草 单位: 巴彦淖尔 市产 品质量计量检测 中心呼伦贝尔市产品质量计量检测所

参加起草单位: 陕西创威科技有限公司

巴彦淖尔市农牧业科学研究所

内蒙古恒丰集团银粮面业有限责任公司

本规范委托巴彦淖尔市产品质量计量检测中心负责解释

本规范主要起草人:

刘嘉鑫(巴彦淖尔市产品质量计量检测中心)

王惠玲(巴彦淖尔市产品质量计量检测中心)

吕凯旋(呼伦贝尔市产品质量计量检测所)

参加起草人:

李 帅(巴彦淖尔市产品质量计量检测中心)

黄 亮(陕西创威科技有限公司)

刘 静(巴彦淖尔市农牧业科学研究所)

王金帅(内蒙古恒丰集团银粮面业有限责任公司)

引 言

JJF 1071《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001《通用计量术语及定义》和 JJF 1059.1 《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。

本规范为首次发布。

管道压力表校准规范

1 范围

本规范适用于以压缩气体为介质,管道壁厚为(2~3)mm,材质为 Q235B 、Q345R、 304 不锈钢、6061-T6 铝合金,外径为(200~1000)mm 的管道压力表的校准。

2 引用文件

本规范引用了下列文件:

JJG 52—2013 弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表

GB/T 1226—2017 一般压力表

凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。

3 术语和计量单位

JJG 52—2013 、GB/T 1226—2017 中界定的及以下术语适用于本规范。

3.1 术语

3.1.1 非接触式压力检测模块 non-contact pressure detection module

吸附在管道上,采用表面应变原理,根据管道表面的应变对管道内压力进行测量的模块。

3.2 计量单位

管道压力表使用的法定计量单位为 Pa(帕斯卡),或是它的十进倍数单位:kPa、MPa等。

4 概述

针对企业加工生产线上的管道压力表需要拆卸下来送往实验室校准不方便的问题,进一步提升企业生产效率和产品质量,特制定用于管道压力表现场校准的规范。

管道压力表的工作原理是利用弹性敏感元件在压力作用下产生弹性形变,其形变量的大小与作用的压力成一定的线性关系,通过传动机构放大,由指针在分度盘上指示出被测的压力。管道压力表的弹性敏感元件为弹簧管。

本校准方法是采用管道压力表校准装置对管道压力表在运行过程中进行现场校准,不需要拆卸管道压力表。将管道压力表校准装置以磁吸的方式连接在与管道压力表连通的管道上,该校准装置利用表面应变原理从而测量出管道内的压力,通过比较法对管道压力表

进行校准。

5 计量特性

5.1 示值误差

管道压力表的示值误差应符合表 1 规定。

表 1 示值误差

当管道压力表的使用环境温度偏离(20±5)℃时,其示值误差(包括零点)应不超过公式(1)规定的范围:

Δ = ±(δ+ Kt2 -t1 ) (1)

式中:

Δ ——环境温度偏离(20±5)℃时的示值误差允许值,表示方法与基本误差相同,%;

δ ——表 1 规定的基本误差限绝对值,% ;

K ——温度影响系数,其值为 0.04%/℃;

t2 ——仪表正常工作环境温度,单位为摄氏度(℃) ;

t1 ——当t2 高于 25℃时,为 25℃;当低于 15℃时,为 15℃。

5.2 重复性

管道压力表的测量重复性应不大于 2%。

注:本规范中的计量特性不做为合格判定依据,仅作参考。

6 校准条件

6.1 环境条件

6.1.1 环境温度:(20±5)℃。

6.1.2 相对湿度:≤85%。

6.2 校准条件

6.2.1 被校管道压力表的管道的壁厚为(2~3)mm。

6.2.2 被校管道压力表的管道的材质为 Q235B 、Q345R 、304 不锈钢、6061-T6 铝合金。

6.2.3 被校管道压力表的管道的外径为(200~1000)mm。

6.3 测量标准及其他设备

6.3.1 管道压力表校准装置:该装置主要由应变采集模块、温度采集模块、显示模块和主控四部分构成,如图 1 所示。其中应变采集模块包含应变传感器,温度采集模块包含温度传感器,主控包含数字压力计模块。管道压力表校准装置基于表面应变原理,通过管道表面的应变以及温度补偿进而测算出管道内部的压力,利用比较法对连通在管道上的管道压力表进行校准。该校准装置是在弹性力学的基础下,根据广义胡克定律,对圆柱壳体的应力—应变分析,辅以温度修正,从而形成一套完整的压力算法模型。管道压力表校准装置的扩展不确定度应优于 U=0.79%(k=2)。

图 1 管道压力表校准装置组成结构示意图

6.3.2 数字温度计:最大允许误差为±0.5℃。

6.3.3 超声波测厚仪:测量范围(0~350)mm ,分辨力不小于 0. 1mm。

6.3.4 游标卡尺:测量范围(0~1000)mm ,MPE:±0.02mm。

7 校准项目和校准方法

管道压力表的铭牌标识须清晰可辨,应完整标注其名称、生产厂家、出厂编号、型号

规格等信息,在确认无任何影响校准计量特性的因素后,方可开展校准工作。

7.1 示值误差

在校准前,首先要确定被校压力表的管道是否符合 6.2 的要求。管道内压力应保持稳定,压力波动大小在±1%内。将管道压力表校准装置的应变传感器端与温度传感器端以磁吸的方式吸附在与压力表接通的管道上,如图 2 所示。在选择吸附位置时,应靠近压力表,距离不大于 10cm,并确保管道与压力表在同一压力点,之间不存在节流阀等影响压力大小的装置。同时,要保证吸附表面光滑,无凹陷、灰尘、砂石等影响测量精度的干扰因素。

选择管道中压力稳定的值作为校准点,该校准点应在压力表量程的(25~75)%范围中,然后读取被校管道压力表的示值(按分度值 1/5 估读)并进行记录,对该校准点连续测量 6 次,取测量结果的平均值,该平均值与校准装置示值之差即为该校准点的示值误差。

管道压力表的示值误差按公式(2)计算:

P标 (2)

式中:

Δ ——示值误差,kPa 或 MPa;

P被 ——被校管道压力表 6 次测量平均值,kPa 或 MPa;

P标 ——校准装置的示值,kPa 或 MPa。

图 2 管道压力表校准装置安装示意图

7.2 重复性

管道内压力保持稳定,压力波动大小在±1%内,在 7.1 的测量条件下,重复测量 6 次,

按照公式(3)计算测量重复性。

式中:

RSD ——测量重复性,%;

Pi ——被校管道压力表每次测量值,kPa 或 MPa;

P ——6 次测量平均值,kPa 或 MPa;

n ——测量次数。

8 校准结果表达

校准结果应在校准证书上反映。校准证书应包括以下信息:

a) 标题:“校准证书 ”;

b) 实验室名称和地址;

c) 进行校准的地点;

d) 校准证书编号、页码及总页数的标识;

e) 客户的名称和地址;

f) 被校仪器的制造单位、名称、型号及编号;

g) 校准日期;

h) 校准所依据的技术规范名称及代号;

i) 本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;

j) 校准时的环境条件;

k) 校准结果及其测量不确定度的说明;

l) 对校准规范的偏离的说明(若有);

m) 校准证书校准人、核验人、批准人签名及签发日期;

n) 校准结果仅对被校对象有效的声明;

o) 未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。

9 复校时间间隔

由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸多因素所决定的,因此,送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔,建议不超过 6 个月。

附录 A

校准记录格式

(推荐性格式)

校准员: 核验员: 校准日期: 年 月 日

附录 B

校准证书内页格式

(推荐性格式)

校准结果

校准点:

附录 C

测量结果的不确定度评定示例

C.1 概述

以校准测量范围为(0~1.6)MPa ,1.0 级的管道压力表为例,测量标准器选用管道

压力表校准装置,采用比较法进行校准,对示值误差测量结果的不确定度评定如下:

C.2 测量模型

Δ = P被 一 P标 (C. 1)式中: Δ —被校管道压力表示值误差,MPa;

P被 —被校管道压力表示值,MPa;

P标 —校准装置示值,MPa。

C.3 输入量标准不确定度的评定

C.3.1 输入量的标准不确定度 u1 的评定

C.3.1.1 被校管道压力表测量重复性引入的标准不确定度 u11 的评定

压力源波动、示值波动以及校准过程中的其它随机因素等均会引起被校管道压力表示

值与管道压力表校准装置示值之差值的不重复。对被校管道压力表在重复性条件下, 在0.8MPa 压力点作 10 次测量,所得数据如下:

表 C.1 示值误差重复测量结果

根据公式s 计算得到单次实验标准差为 0.0028MPa ,实际测量次数为 6次,由重复性引入的标准不确定度分量 u MPa

C.3.1.2 被校管道压力表分辨力引入的标准不确定度 u12 的评定

被校管道压力表的分度值为 0.02MPa ,按估读 1/5 则该表的最小分辨力为 0.004MPa,

区间半宽 a=0.002MPa ,该分布服从均匀分布:

C.3.1.3 输入量 u11 与 u12 计算有重复部分,取二者较大值,则

u1=u12=0.0012MPa

C.3.2 校准装置引入的标准不确定度 u2 的评定

根据附录 E 中管道压力表校准装置的扩展不确定度 U=0.79%(k=2),则该装置引入的标准不确定度为:

C.4 合成标准不确定度

C.4.1 灵敏系数

由测量模型:

Δ = P _ P

被 标

得灵敏系数

c

c

C.4.2 标准不确定度汇总表

表 C.2 标准不确定度汇总表

C.4.3 合成标准不确定度计算

各输入量独立、不相关,合成标准不确定度:

uc = [c1u1]2 + [c2u2]2 =0.0064MPa

C.5 扩展不确定度:

取包含因子k=2 ,则扩展不确定度:

U=kuc=0.013MPa

C.6 不同等级管道压力表测量结果的扩展不确定度

按照上述评定流程,对同一量程(0~1.6)MPa ,不同等级管道压力表的不确定度评定结果如下表 3 所示:

表 C.3 扩展不确定度汇总表

附录 D

管道压力表校准装置溯源方法(建议)

D.1 溯源标准器及其他设备

数字压力计:准确度等级 0.05 级,量程覆盖(0~1.6) MPa ,须持有有效校准证书,

溯源至国家压力基准;

标准压力源:数字压力控制器或活塞式压力计等;

其他设备:标准储气罐或标准压力容器。

D.2 溯源方法

将标准储气罐通过管路连接至标准压力源,在罐体气路管路上安装一块数字压力计,

作为参考标准,将管道压力表校准装置的传感器端吸附在罐体上,连接示意图如图 D.1 所示。在(0~1.6)MPa 范围内,至少选择 6 个均匀分布的压力点(例如:0、0.3、0.6、0.9、 1.2 、1.6 MPa),由低到高每一压力点稳定时间大于 2 min 后再进行读数。记录 3 次重复读数,当达到最高压力点后,耐压 3 分钟,然后平稳降压至各个压力点。

图 D.1 管道压力表校准装置溯源连接示意图

D.3 溯源周期

建议每 12 个月进行一次溯源。

附录 E

管道压力表校准装置原理及不确定度

本附录由陕西创威科技有限公司提供。

E.1 管道压力表校准装置原理及组成

管道压力表校准装置基于表面应变原理,通过管道表面的应变以及温度补偿进而测算

出管道内部的压力,利用比较法对连通在管道上的管道压力表进行校准。

管道压力表校准装置主要由应变采集模块、温度采集模块、显示模块和主控四部分构

成。其中应变采集模块包含应变传感器,温度采集模块包含温度传感器,主控包含数字压力计模块。

E.2 压力—应变关系数学模型

该装置采用薄壁圆柱壳体薄膜理论,压力—应变核心公式:

式中:

p ——被测管道内压力,Pa;

E(T )——温度修正后弹性模量,Pa;

t ——管道壁厚,m;

D ——管道内径,m;

v ——材料泊松比;

εmeas ——实测应变;

ε0 ——零压残余应变;

KT ——热输出系数;

T ——实时温度, ℃ ;

Tref ——标定参考温度,20℃。

E.3 管道压力表校准装置不确定度

E.3.1 计算模型引入的不确定度(u1)

由上述压力—应变关系数学模型引入。

E.3.1.1 不确定度来源

理论模型与实际罐体的非线性偏差;

弹性模量拟合误差;

应变采集模块量化误差(24 位,分辨率 > 1/50000);

零压残余应变标定误差。

E.3.1.2 计算过程

采用相对标准不确定度评定:

模型非线性:0.020%;

弹性模量拟合:0.005%;

应变采集模块量化:0.003%;

残余应变:0.002%。

计算得到计算模型引入的不确定度 u1

E.3.2 现场安装条件引入的不确定度(u2)

E.3.2.1 影响参数

壁厚:t=2.5mm ,允许偏差: ±0.05mm;

内径:D=200~ 1000mm ,典型:D=200mm ,偏差 ±1mm;

应变片粘贴角度/位置偏差;

罐体椭圆度、焊缝、支撑引起的应变分布不均。

E.3.2.2 不确定度来源

壁厚测量误差;

内径测量误差;

应变片安装偏差;

罐体几何非理想性。

E.3.2.3 计算过程

壁厚误差:0.010%;

内径误差:0.008%;

安装偏差:0.006%;

几何非理想:0.006%。

计算得到安装条件引入的不确定度 u2

E.3.3 温度补偿引入的不确定度(u3)

E.3.3.1 温度修正模型

E(T) = E0 [1- βE (T -T0)] (E.2)

式中:

E(T )——温度修正后弹性模量,Pa;

E0 ——初始弹性模量,Pa;

T ——实时温度, ℃ ;

T0 ——初始温度, ℃ ;

βE ——修正系数,3 × 10-4 ℃ ;

结合式(E. 1),整体考虑温度补偿引入的不确定度。

E.3.3.2 不确定度来源

温度采集模块测温误差 (±0.02℃) ;

弹性模量温度系数βE 误差;

热输出系数 KT 标定误差;

温度场不均匀性。

E.3.3.3 计算过程

测温误差:0.006%;

βE 误差:0.005%;

KT 误差:0.004%;

温度不均:0.004%。

计算得到温度补偿引入的不确定度 u3

E.3.4 合成标准不确定度(uc)

三部分相互独立,计算得到合成标准不确定度 uc

E.3.5 扩展不确定度(U)

取包含因子k=2 ,计算得到扩展不确定度 U

U=kuc=0.079%

结合实测数据加权修正:

一次预测平均误差:0.3577%;

二次预测平均误差:0. 1996%;

最大误差:1.2654%;

0.2% 以内占比:67.86%;

最终工程扩展不确定度:

U=kuc=0.79%FS(k=2)

E.4 精度等级判定

扩展不确定度: ±0.79%FS < ±1.0%FS(设计目标);

对应精度等级:1.0 级;

满足管道压力表校准的工业测量精度要求。

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  • 本文由 发表于 2026年5月20日 17:04:31
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匿名

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