关于JJG875-2005《数字压力计检定规程》中稳定性的探讨

　　JJG875-2005《数字压力计检定规程》实施已经10年之久，而近10年来，数字压力计的发展有了翻天覆地的变化，在压力测量上逐步取代了原应用的指针式仪表。以下是笔者对于现行规程中“稳定性”检定项目的一些理解，供讨论。

一、稳定性的提出

　　JJG875-2005之3.4要求:准确度等级为0.05级及以上的压力计，相邻两个检定周期之间示值变化量不得大于最大允许误差的绝对值。JJG875-2005之5.3.5中要求:数字压力计通电预热后，应在不作任何调整的情况下(有调零装置的可将初始值调到零)，对压力进行正、反行程一个循环的示值检定，并作记录，按式(1)(略)计算各检定点正、反行程示值误差Δpw。该示值误差Δpw与上周期检定证书上相应各检定点正、反行程示值误差Δp之差的绝对值为相邻两个周期之间的示值稳定性。

二、最佳值的提出

　　JJG875-2005之5.3.6.1a)中提出:周期示值稳定性检查后，如发现压力计示值超差，升压(或输空)到压力计满量程并比照标准压力值，通过压力计的手动或自动调整机构将压力计示值调整到最佳值，再进行示值误差检定；如压力计示值在合格范围内，也应将压力计示值调整到最佳值，再进行示值误差检定(0.1级及以下的压力计可在预压时将压力计示值调整到最佳值)。

三、检定中通常出现的几种情况分析和处理方法

　　在分析情况前必须强调，数字式压力仪表种类繁多，已经不仅局限在一台仪表显示一个量程，或者仅仅显示压力指标。对于这些压力仪表检定前保证其正常的检定环境尤为重要，比如检定对于环境温湿度的要求，该仪器在检定环境状态下的放置时间，通电预热，电池电量是否充足等。所以检定时要保证仪表处于正常工作状态，才能确保检定数据真实可靠。

　　根据JJG875-2005中的技术要求，准确度等级为0.05级及以上的压力计，在检定示值误差之前或者同时，对稳定性进行示值检定，这时就会出现两种情况:稳定性符合要求和稳定性不符合要求。而稳定性符合要求，或稳定性不符合要求的情况也会出现多种情形，下面以实例来作分析(以下情况分析均为表压数字压力计)。

　　1.第一种情况:稳定性符合要求

　　 (1)稳定性符合要求，示值误差也符合要求

　　如示值误差检定在最佳值上，而稳定性检定也符合要求，并且两年稳定性和示值误差呈线性变化，这种检定结果是最理想的状态。但是检定中常常会遇到，一块数字表检定中示值误差符合要求，与上一个周期相较的稳定性也符合要求，但示值误差已显示在示值允许误差的边缘上(见表1)。

表1【举例(0～6)MPa，准确度等级0.02级，最大允许误差为±0.0012MPa，稳定性为0.0012MPa】

　　根据JJG875-2005之5.3.6.1中的要求:若压力计示值在合格范围内，也应将压力计示值调整到最佳值，再进行示值误差检定。这里所说的最佳值应该如何界定，规程没有明确规定，也就是需要根据各人理解和日常实际工作的经验而定。笔者通常将最佳值控制在被检仪表示值误差不超过最大允许误差的1/2，超过示值最大允许误差1/2的进行调整，没有超过的可以根据情况而定。那么，表1的情况还需对被检表重新调整后再进行新的示值检定才更符合规程要求。

　　(2)稳定性符合要求，示值误差超差

　　这种情况除必须调修外，还应考虑上个周期在检定示值误差时是否进行过调修、稳定性数值大小的情况。如果上个周期示值误差较小(检定数据举例见表2)，检定时已是仪器的最佳状态，而在规定的周期内检定示值超差，说明该仪表稳定性偏大(虽未超差)，或者检定周期过长。若该仪表仍要用于精密测量，本次调修检定后，建议缩短检定周期，确保在周期内稳定性良好。

表2【举例(0～6)MPa，准确度等级0.02级，最大允许误差为±0.0012MPa，稳定性为0.0012MPa】

　　如果在上个周期的检定中，示值没有处在最佳值(检定数据举例见表3)，也就是说，上个周期示值误差已超出最大允许误差的1/2，这种情况应该说仪表的稳定性并不差，那就需要调整数字压力计到最佳值即可。

表3【举例(0～6)MPa，准确度等级0.02级，最大允许误差为±0.0012MPa，稳定性为0.0012MPa】

　　2.第二种情况:稳定性不符合要求

　　(1)稳定性不符合要求，示值误差在稳定性检定中合格

　　在满足JJG875-2005之要求的前提下，两个周期检定结论示值误差都符合要求，可是稳定性超差(检定数据举例见表4)。

表4【举例(0～6)MPa，准确度等级0.02级，最大允许误差为±0.0012MPa，稳定性为0.0012MPa】

　　对于这种情况，应将数字压力计调修到最佳状态之后再次进行示值误差检定，作为本次示值误差结论(说明:稳定性应在调修前判断)。根据JJG875-2005之5.5要求，对示值稳定性不合格的压力计，检定周期一般不超过半年。半年之后再看其稳定性，若还是不合格，该压力计将不能作为标准器进行量传。

　　 (2)稳定性不符合要求，示值误差在稳定性检定中也不合格

　　这种情况(检定数据举例见表5)，应该对数字压力计进行调修，看是否能调修到合格范围内。如果示值误差调修合格，应将调修后的示值作为首次检定后示值结论，判定该数字表合格，但检定周期应不超过半年，或者更短，以考核该数字表示值误差和稳定性的变化大小。半年内示值超差，不仅无法作为标准器使用，还应该判定不合格。因数字压力计的金额相对昂贵，若半年或者一年内该数字压力计的稳定性变化不大，并且线性变化统一，可以降低等级允许继续使用。

表5【举例(0～6)MPa，准确度等级0.02级，最大允许误差为±0.0012MPa，稳定性为0.0012MPa】

四、影响稳定性的原因

　　1.稳定性为数字压力计相邻两个周期的示值变化量。这就要求两个周期的检定都必须严格按照检定规程要求进行。每一次计量检定都会伴随着不确定度的出现，因此建议需要进行稳定性考核的数字压力计要逐点进行不确定度评定，尤其是微压、绝压的数字压力计在评定时需考虑的因素更要全面，这样稳定性考核才会相对准确。

　　2.JJG875-2005概述中指出:数字压力计是采用数字显示被测压力量值的压力计，被测压力经传压介质作用于压力传感器上，压力传感器输出相应的电信号或数字信号，由信号处理单元处理后在显示器上直接显示出被测压力的量值。

　　从原理中可以很直接地知道被测压力第一个接触的也是唯一接触的便是压力传感器。压力传感器的稳定性直接体现为数字压力计的稳定性，当然传感器并不是数字压力计的唯一组成部分，所以影响稳定性的还有很多其他原因。JJG875-2005中指出准确度等级为0.05级及以上的压力计才考虑稳定性，这说明，准确度等级越高或者作为标准器使用的仪表稳定性这个参数相当重要。

　　压力传感器的稳定性受到诸多因素的影响，如使用环境和使用方式方法会直接影响压力传感器的元器件，引起弹性元件的变形从而直接影响示值变化；压力传感器也因为其自身的特性，容易受到温度、湿度、零位漂移等因素的影响。所以，目前进口和国产的数字压力计都会因为压力传感器的特性在测量电路中自带温度补偿，这样可减少温度影响带来的误差，那么传感器自身的结构和质量应该是影响数字压力计稳定性的重要因素。

　　注:本文中出现的表格数据均为表压，只是作为举例使用。

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本文刊发于《中国计量》杂志2016年第11期

作者：陕西省计量科学研究院 韩飞 王鸿雁 范祎萌 任智江