JJF(陕) 093-2022 多通道压力扫描测试系统校准规范

JJF（陕）093－2022CalibrationSpecificationforMultichannelMeasurementSystemofPressureScanning2022－11－16发布 2023－02－16实施JJF(陕)093－2022JJF(陕)093－2022JJF(陕)093－2022多通道压力扫描JJF(陕)093－2022CalibrationSpecificationforMultichannelMeasurementSystemofPressureScanning归口单位：陕西省市场监督管理局主要起草单位：中国飞行试验研究院陕西省计量科学研究院参加起草单位：西安航天动力研究所本规范由陕西省市场监督管理局负责解释本规范主要起草人：暴 鑫中国行试研究）徐 佳中国行试研究）军（西省量科研究）参加起草人：杜泽祥（中国飞行试验研究院）范青（西安航天动力研究所）邢开颜（中国飞行试验研究院）杨志（中国飞行试验研究院）JJF(陕)093－2022JJF(陕)093－2022目 录引 言 (Ⅱ)1 范围 (1)2 引用文件 (1)3 术语 (1)压力扫描模块 (1)多通道压力扫描测试系统 (1)4 概述 (1)计量特性 (2)示值误差 (2)零位漂移 (2)回程误差 (2)通道间不连通性 (2)校准条件 (2)环境条件 (2)测量标准及其它设备 (2)校准项目和校准方法 (3)零位漂移 (3)示值误差 (3)回程误差 (4)通道间不连通性 (4)校准结果的表达 (5)校准结果处理 (5)校准结果的不确定度 (5)复校时间间隔 (5)附录A 多通道压力扫描测试系统校准记录（推荐）格式 (6)附录B 校准证书内容及内页（参考）格式 (9)附录C 多通道压力扫描测试系统示值误差的不确定度评定示例 (11)附录D 工作介质高度差引起的附加误差修正方法 (15)ⅠⅠⅠ引 言JJF1071－2010JJF1001－2011《通用计量JJF1059.1－2012《测量不确定度评定与表示》等基础性系列规范文件进行制定。JJG860－2015《压力传感器（静态JJG875－2019《数字压力计》的相关条款。本规范为首次发布。ⅡⅡⅡ多通道压力扫描测试系统校准规范范围含绝压（下简称测试系统）的校准。引用文件JJG860－2015 压力传感器（静态）JJG875－2019 数字压力计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。术语pressurescanningmodule压力扫描模块是一种将压力信号转换为电信号的器件，一般由多个压力传感器、扫描阀、多通道模拟开关和放大器等组成，具有多个独立压力测量通道。multichannelmeasurementsystemofpressurescanning由若干组压力扫描模块、压力采集控制单元、存储显示单元等组成的，具有多通道压力参数测量功能的测试系统。概述测试系统主要用于多路压力信号的测量。测试系统按一定顺序感受多个通道的压力信号并转换为电信号，经采集、转换、传输后进行压力示值输出。测试系统组成主要包括压力扫描模块﹑压力采集控制单元﹑存储显示单元和工作气源等。测试系统结构示意图如图1所示。11111控制电缆接口控制……1m气路接口压力采集控制单元……2…………n工作气源存储显示单元压力图1 测试系统结构示意图计量特性示值误差：最大允许误差为±（0.05～0.5）%FS。1/2。回程误差：不超过最大允许误差的绝对值。1/2。注：以上指标不用于合格性判别，仅供参考。校准条件环境条件环境温度：（20±2）℃ 相对湿度：不大于80﹪；b)大气压力：（800～1060）hPa；c)校准环境应无影响校准结果的电磁干扰和机械振动。测量标准及其它设备测量标准选用测量标准的测量范围应覆盖测试系统测量通道的测量范围，测量标准的最大允许误差绝对值应不大于测试系统测量通道最大允许误差绝对值的三分之一。可选择的测量标准如下：气体活塞式压力计；数字压力计（0.05级及以上，年稳定性合格的）；其它符合要求的测量标准。其它设备压力源：气瓶、压力（真空）泵、空气压缩机等；222减压阀（调压器）；三通及导压管等。校准项目和校准方法校准前准备：校准前对测试系统的外观和功能进行检查，应结构完整、外观完好，无影响系统性能的机械损伤，测试系统各部分之间应连接牢固。通电后能正常工作，具备温度补达到温度平衡。被校测试系统与测量标准感压位置应尽量处于同一水平面，按图2所示连接，预热20min。测量标准测试系统测量标准测试系统连接管路发生器压力零位漂移

图2 校准连接示意图15min11h。每个通道的示值与初始值的差值中，绝对值最大的数值为该通道零位漂移，按式（1）计算。式中：

ZiYijYi0

（1）Zi——第i个通道的零位漂移，Pa、kPa、MPa；——第i个通道的初始值，Pa、kPa、MPa；0——ij次示值，Pa、kPa、MPa。注：测量绝压的测试系统不做此项目。示值误差示值误差校准前对被校测试系统进行1次预压。校准点的选取，最大允许误差低于±0.05%FS的测试系统，每个通道量程范围内均匀选取不少于6个校准点，一般应包含零点（正负压量程应含零点333最大允许误差为±0.05%FS的测试系统，每个通道量程范围内均匀选取不少于10个校准点，正负压量程应含零点户要求选择校准点，可在报告中注明。（或疏空稳定10s（加压，直至测量下限，待每个校准点压力稳定10s后，读取并记录测量标准示值与测试系统被校通道示值。最大允许误差低于±0.05%FS的测试系统，按照上述步骤应至少校准1个循环；最大允许误差为±0.05%FS的测试系统至少校准2个循环。可以按照客户要求增加测量循环次数。同一校准点正、反行程被校测试系统示值与测量标准示值之差的最大值作为该校准点的示值误差，按式（2）计算：pijYijkpijks

（2）式中：pij——第i个通道第j个校准点的示值误差，Pa、kPa、MPa；Yijk——第i个通道第j个校准点第k次循环正、反行程示值，Pa、kPa、MPa；pijks——第i个通道第j个校准点第k次循环的测量标准示值，Pa、kPa、MPa。回程误差回程误差校准是在示值误差校准时进行的。同一校准点同一次测量中正行程和反行程中被校测试系统最大示值之差的绝对值作为该校准点的回程误差，按式（3）计算：pijhYijkuYijkd

（3）式中：pijh——第i个通道第j个校准点的回程误差，Pa、kPa、MPa；——第i个通道的第j个校准点第k次循环正行程测量值，Pa、kPa、MPa；——第i个通道的第j个校准点第k次循环反行程测量值，Pa、kPa、MPa。通道间不连通性对测试系统每一组压力扫描模块进行通道间不连通性校准，选取一个通道，其它通道保持密封状态并记录示值，对选取通道加压至测量上限，待压力稳定1min后记录其它通道的示444值，取压力变化量最大的值作为该通道与其他通道的不连通性，按式（4）计算：pibYimlYim0max

（4）式中：pib——第i个通道的通道间不连通性，Pa、kPa、MPa；——第i个通道加压后第m个通道的示值，Pa、kPa、MPa；Yim0——第i个通道加压前第m个通道的示值，Pa、kPa、MPa。校准结果的表达校准结果处理JJF1071－20105.12出各校准项目名称和测量结果以及扩展不确定度。校准原始记录（推荐）A，校准证书内容及内页（参考）B。校准结果的不确定度测试系统校准结果的不确定度按JJF1059.1－2012的要求评定，校准结果不确定度评定示例见附录C。复校时间间隔建议测试系统的校准周期不超过12个月。由于复校时间间隔的长短是由测试系统的使用情况、使用者、测试系统本身质量等诸因素所决定的，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。555附录A多通道压力扫描测试系统校准记录（推荐）格式表A.1 校准记录格式记录编号：送校单位：被校系统信息系统名称型号规格生产厂家被校模块/通道信息标准设备信息出厂编号标准名称测量范围型号规格制造厂家出厂编号通道数量测量范围最大允许误差证书编号有效日期准确度等级校准依据校准地点环境条件温度：℃湿度：%RH大气压力：hPa外观和功能检查校准用工作介质校准数据：见数据副页。校准项目通道1通道2……通道n零位漂移（ ）示值误差最大值（ ）回程误差最大值（ ）通道间不连通性（ ）Ur（k2）备 注接收日期：年月日校准日期：年月日校准人：核验人：666表A.2 校准数据记录格式记录编号：模块/通道出厂编号：零位漂移：时间示值（ ）通道1通道2……通道n0min15min30min45min60min通道间不连通性：加压通道示值( )通道1通道2……通道n通道1加压前/加压后/变化量/通道2加压前/加压后/变化量/……加压前/加压后/变化量/通道n加压前/加压后/变化量/校准人：核验人：777表A.2 校准数据记录格式（续）记录编号：模块/通道出厂编号：示值误差、回程误差：序号测量标准示值（ ）示值（ ）通道1通道2……通道n1正行程反行程正行程反行程示值误差回程误差2正行程反行程正行程反行程示值误差回程误差……正行程反行程正行程反行程示值误差回程误差10正行程反行程正行程反行程示值误差回程误差校准人：核验人：888附录B校准证书内容及内页（参考）格式校准证书应至少包括以下信息：a）标题：“校准证书”；b）实验室的名称和地址；进行校准的地点（如果与实验室的地址不同；证书的唯一性标识（如编号e）送校单位的名称；被校对象的描述和明确标识；进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期；如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；校准环境的描述；m）对校准规范的偏离的说明；n）校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；o）校准结果仅对校准对象有效的声明；p）未经校准实验室书面批准，不得部分复制校准证书的声明。999校准证书内页（参考）格式外观和功能检查：校准用工作介质：通道编号： a)测量范围：b)零位漂移：c)示值误差最大值：d)回程误差最大值：e)通道间不连通性：

证书编号：XXXX-XXXX校准结果f)校准数据及相对扩展不确定度：序号测量标准示值（ ）示值（ ）相对扩展不确定度Ur k2）正行程反行程正行程反行程12……10通道编号： ……—以下空白101010附录C多通道压力扫描测试系统示值误差的不确定度评定示例概述环境条件温度：22.0℃，湿度：69.0%RH，大气压力：970.528hPa。测量标准（100～250）kP，准确度等级：0.01级。被测对象测试系统，模块数为8个，通道数为32个，校准用工作介质为氮气，测量范围(-100～103.421)kPa，最大允许误差为0.1%FS。以下评定过程以单个通道为例。测量方法按照本校准规范进行，校准点分别为：-93.079kPa、-68.948kPa、-34.474kPa、0kPa、34.474kPa、68.948kPa、103.421kPa（103.421kPa校准点为例。数学模型数学模型如式（C.1）所示：

pijYijkpijks

（C.1）式中符号的含义同正文。灵敏度系数为：11

ij1；pijks＝-1。各影响量的标准不确定度评定不确定度来源测量不确定度的主要来源包括：重复性测量引入的不确定度分量；测量标准引入的不确定度分量；测试系统分辨力引入的不确定度分量；11环境温度引入的不确定度分量；高度差引入的不确定度分量。测试系统被校通道重复性所引入的相对不确定度分量uAr评定测试系统被校通道重复性所引入的不确定度分量uAA类不确定度评定方式进行评10C.1所示。表C.1 测量数据测量标准示值/kPa示值/kPa12345103.421103.465103.461103.468103.461103.463测量标准示值/kPa示值/kPa678910103.421103.465103.464103.463103.464103.465其测量数据的平均值的计算公式按式（C.2）计算：n1nni1

（C.2）式中：p——测量数据的算数平均值，kPa；pi——重复测量第i次测量的示值，kPa；n——重复测量次数，n10。按式（C.3）计算其实验标准偏差s(p)：n(pp)2in(pp)2ii1 n-1测试系统被校通道重复性引入的标准不确定度uA按式（C.4）C.2所示。

uAs(p)

（C.4）121212表C.2 重复性测量引入的不确定度分量的评定测量标准示值/kPap/kPas(p)/kPauA/kPauAr103.421103.46382.1×10-32.1×10-31.1×10-5B类评定方法的相对不确定度分量uBr的评定测量标准引入的不确定度分量uB1r的评定选择的测量标准的准确度等级为0.01级，最大允许误差为0.01%，区间半宽度a0.01%，包含因子取k2，引入的相对不确定度uB1r按式（C.5）计算：u a0.01%5.0105

（C.5）B1r k 2测试系统分辨力引入的相对不确定度分量uB2r的评定测试系统分辨力为0.001kPa，区间半宽度a5104kPa，服从均匀分布，取包含因子为3k ，引入的不确定度分量uB2按式（C.6