《主動(dòng)活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)規(guī)范》征求意見(jiàn)稿

一、        任務(wù)來(lái)源
根據(jù)國(guó)家質(zhì)檢總局的國(guó)質(zhì)檢量函（2013）101號(hào)《質(zhì)檢總局關(guān)于下達(dá)2013年國(guó)家計(jì)量技術(shù)法規(guī)制修訂計(jì)劃的通知，依照全國(guó)流量容量計(jì)量技術(shù)委員會(huì)（國(guó)流容計(jì)技委函[201x]0xx號(hào)）《關(guān)于2013年規(guī)程及起草的通知》的工作安排，由重慶市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)研究院組織成立了《活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)規(guī)范》國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)范》)起草小組，承擔(dān)《規(guī)范》的修訂工作。
二、        規(guī)范制修訂的必要性
活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置是一種以氣缸或活塞直徑為標(biāo)準(zhǔn)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)活塞位移換為標(biāo)準(zhǔn)容積的氣體或液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，它和一般標(biāo)準(zhǔn)體積管的區(qū)別在于：一般標(biāo)準(zhǔn)體積管是流體推動(dòng)置換體（球或活塞）運(yùn)動(dòng)，流體的流量決定置換體的運(yùn)動(dòng)速度，流體的流動(dòng)是主動(dòng)的，置換體的運(yùn)動(dòng)是被動(dòng)的。而活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置中的活塞是由電機(jī)帶動(dòng)的，活塞的運(yùn)動(dòng)推動(dòng)氣體流動(dòng)，活塞的運(yùn)動(dòng)速度決定流體的流量。在這個(gè)裝置中，活塞的運(yùn)動(dòng)是主動(dòng)的，流體的流動(dòng)是被動(dòng)的。因此活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置又稱(chēng)為電驅(qū)動(dòng)活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。這種裝置直接溯源到長(zhǎng)度、溫度等基本量，是原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置，具有準(zhǔn)確度高、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，能達(dá)到流量測(cè)量最高等級(jí)（0.05級(jí)），故常常用作中小流體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行量傳。
目前，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有對(duì)活塞式氣體標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行校準(zhǔn)的依據(jù)，僅能參考檢定規(guī)程JJG 209-2010 《體積管》。然而，隨著流量計(jì)量技術(shù)的發(fā)展，活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置以準(zhǔn)確度等級(jí)高而逐漸被廣泛應(yīng)用于中小流體流量檢測(cè)中。目前，國(guó)內(nèi)活塞式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的制造廠家有重慶三協(xié)、浙江美捷、杭州天馬等企業(yè)。另一方面，活塞式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大的確定，制造困難等問(wèn)題。為了規(guī)范和指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用，編制《活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)規(guī)范》是一件迫切的工作和任務(wù)。
三、        規(guī)范修訂過(guò)程
2012年7月4日申報(bào)《活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)規(guī)范》（制訂），201x年x月x日全國(guó)流量容量計(jì)量技術(shù)委員會(huì)批復(fù)，批復(fù)文件“國(guó)流容計(jì)技委函[201x]0xx號(hào)”，完成時(shí)間為2015年第四季度。
《規(guī)范》修訂過(guò)程如下：
1)        2013年3月開(kāi)始，收集國(guó)內(nèi)外相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際建議和其它有關(guān)資料文件，全面了解各地區(qū)活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的使用、檢定和校準(zhǔn)情況。
2)        2013年4月，起草小組在重慶召開(kāi)了《活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)規(guī)范》國(guó)家規(guī)范制訂首次會(huì)議，討論需要進(jìn)行規(guī)范實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的項(xiàng)目（如變更參數(shù)、檢測(cè)方法等需要驗(yàn)證試驗(yàn)）；對(duì)各項(xiàng)規(guī)范驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行分工，布置實(shí)驗(yàn)方案和完成日期；學(xué)習(xí)國(guó)家規(guī)范JJF 1071-2000 《國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫(xiě)規(guī)則》；并制訂編寫(xiě)《活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)規(guī)范》初步草案內(nèi)容，以及下一步工作要求。
3)        2013年5月，起草小組完成了草案稿。
4)        2013年6月，起草小組內(nèi)部征求意見(jiàn)后完成了第一稿；
5)        2013年6月3日至5日，在浙江省規(guī)范起草小組深入浙江美捷、杭州天馬等企業(yè)活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行調(diào)研，并與浙江省計(jì)量院進(jìn)行了研討，對(duì)生產(chǎn)企業(yè)制造廠提出的建議，進(jìn)行了修改，形成了修訂稿第二稿。
6)        2013年6月23日至25日，在重慶規(guī)范起草小組深入重慶三協(xié)等企業(yè)活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行調(diào)研，并與企業(yè)進(jìn)行了研討，對(duì)生產(chǎn)企業(yè)制造廠提出的建議，進(jìn)行了修改，形成了修訂稿第三稿。
7)        2013年9月13～9月14日，起草小組在陜西西安對(duì)《活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)規(guī)范》 范逐條進(jìn)行討論，2013年10月根據(jù)會(huì)議提出的建議，修訂了第三稿草案，形成了第四稿。
8)        2014年6月6日至7日，起草小組在浙江省杭州市召開(kāi)討論會(huì)，逐條對(duì)規(guī)范進(jìn)行討論，形成了征求意見(jiàn)稿。
9)        2014年7月19日，在河北保定市召開(kāi)全國(guó)省級(jí)技術(shù)機(jī)構(gòu)和部分燃?xì)獗砩a(chǎn)企業(yè)參加的會(huì)議，對(duì)規(guī)范征求意見(jiàn)稿進(jìn)行逐條討論。形成了報(bào)審稿。
10)        2013年03月～2013年08月：收集國(guó)內(nèi)外相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際建議和其它有關(guān)資料文件，全面了解各地區(qū)活塞式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的使用、檢定和校準(zhǔn)情況。
11)        20013年08月～2014年01月：根據(jù)國(guó)際建議及相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，制定《活塞式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置》國(guó)家校準(zhǔn)規(guī)范，并進(jìn)行相關(guān)的檢測(cè)試驗(yàn)。
12)        20014年11月～2014年12月：修訂稿電子版發(fā)送各省市檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行審議，并邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)專(zhuān)家會(huì)審修訂后的校準(zhǔn)規(guī)范。（預(yù)計(jì)）
13)        20014年12月～2015年03月：形成最終版本，上報(bào)國(guó)家總局。（預(yù)計(jì)）
四、        規(guī)范制訂的主要技術(shù)依據(jù)及原則
JJF 1001 通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義
JJF 1004 流量計(jì)量名詞術(shù)語(yǔ)及定義
JJF 1059.1-2012 測(cè)量不確定度評(píng)定與表示
JJF 1240-2010 臨界流文丘里噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)規(guī)范
JJG 165-2005 鐘罩裝置氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置
JJG 209-2010 體積管
JJG 259-2005 標(biāo)準(zhǔn)金屬量器
JJG 643-2003 標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置
OIML R119：1996用于測(cè)量非水液體的活塞裝置缸體 體積管（Pipe provers for testing measuring systems for liquids other than water）

五、規(guī)范制訂說(shuō)明
本技術(shù)規(guī)范參考了國(guó)家檢定規(guī)程JJG 209-2010《體積管》，以國(guó)際法制計(jì)量組織（OIML）的國(guó)際建議OIML R119：1996用于測(cè)量非水液體的活塞裝置缸體 體積管（Pipe provers for testing measuring systems for liquids other than water）為技術(shù)依據(jù)，對(duì)活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行制訂的。并綜合考慮了我國(guó)活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的研發(fā)和和使用現(xiàn)狀而制訂。采用了國(guó)際建議、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)主要的技術(shù)指標(biāo)。
1、外觀和密封性一般不屬于“計(jì)量性能”，在校準(zhǔn)時(shí)可不考慮。但活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的某些附件和密封性，對(duì)示值準(zhǔn)確度影響很大，因此在活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)項(xiàng)目中列入了外觀檢查和密封性試驗(yàn)。
2、活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置是在實(shí)驗(yàn)室在使用的氣體或液體的標(biāo)準(zhǔn)裝置，通常實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)裝置的標(biāo)準(zhǔn)容積應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下標(biāo)準(zhǔn)容積段的容積V20。對(duì)活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)應(yīng)修正到V20的狀態(tài)。
3、為了確保活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)要求，對(duì)附件提出了最低要求，1）計(jì)時(shí)器提出的：分辨力一般優(yōu)于0.001 s，應(yīng)帶有晶振信號(hào)輸出口，且晶振8 h的穩(wěn)定度優(yōu)于1×10-5。是參考了JJF 1240-2010和JJG 165-2005對(duì)校準(zhǔn)/檢定裝置的要求和綜合活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的實(shí)際情況提出的；2）滾珠絲杠要求，配用滾珠絲杠的精度等級(jí)一般不低于P5，滾珠絲杠按照GB/T17587.3—1998 標(biāo)準(zhǔn)分為七個(gè)標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)：1，2，3，4，5，7，10 級(jí)，類(lèi)型為定位(P型)，考慮到滾珠絲杠跳動(dòng)公差和位置公差由經(jīng)驗(yàn)確定P5級(jí)；3）脈沖信號(hào)發(fā)生器：帶光柵尺的脈沖信號(hào)發(fā)生器分辨力一般優(yōu)于0.005 mm/Pul；帶旋轉(zhuǎn)編碼器脈沖信號(hào)發(fā)生器的分辨力一般優(yōu)于0.005 L/Pul。考慮活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置最小使用體積50L，脈沖信號(hào)發(fā)生器可能帶來(lái)的影響量確定的。
4、標(biāo)準(zhǔn)體積的校準(zhǔn)方法，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)體積的校準(zhǔn)常是幾何測(cè)量、質(zhì)量法和容積法，從活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置結(jié)構(gòu)看對(duì)于新生產(chǎn)的通常采用幾何測(cè)量原始方法來(lái)確定標(biāo)準(zhǔn)體積，而后續(xù)校準(zhǔn)只能用質(zhì)量法和容積法，本規(guī)范的質(zhì)量法和容積法采用JJG 209-2010 體積管的試驗(yàn)方法和運(yùn)算公式，如果是僅對(duì)使用介質(zhì)為氣體活塞裝置，可采用活塞裝置缸體內(nèi)為空氣，校準(zhǔn)時(shí)活塞裝置直接排出氣體進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)量器的方法，也就是JJG 165-2005 鐘罩裝置氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置所采用的方法。
5、作為活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)的無(wú)論容積法、質(zhì)量法、幾何法，校準(zhǔn)電驅(qū)動(dòng)活塞裝置的實(shí)質(zhì)是校準(zhǔn)活塞系數(shù)k（脈沖系數(shù)），即使采用光柵尺測(cè)量位移，也是校準(zhǔn)k，這是主動(dòng)式活塞與被動(dòng)式活塞/體積管的根本區(qū)別，后者是求兩點(diǎn)間的體積。主動(dòng)活塞沒(méi)兩點(diǎn)間的體積這種概念。通常活塞系數(shù)的計(jì)算方法是校準(zhǔn)出標(biāo)準(zhǔn)體積V20以及標(biāo)準(zhǔn)體積V20對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)量f，值, V20除以f就是活塞系數(shù)k。本規(guī)范將這個(gè)系數(shù)稱(chēng)為“脈沖系數(shù)”。
6、為了把活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置和體積管區(qū)別開(kāi)來(lái)，本規(guī)范給出了“活塞式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置”兩種方式的結(jié)構(gòu)、組成和工作范圍。
7、在不確定度評(píng)定時(shí)，考慮到三種校準(zhǔn)方法不同，分別給出了容積法、質(zhì)量法、幾何法評(píng)定方法，通常應(yīng)根據(jù)自由度和置信概率確定包含因子，我們經(jīng)過(guò)多次計(jì)算，認(rèn)為合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的自由度足夠大，因此在規(guī)范中直接規(guī)定取包含因子為2。
8、根據(jù)JJF 1071-2010 國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫(xiě)規(guī)則6.14  附錄的要求，附錄可包括：校準(zhǔn)記錄內(nèi)容、校準(zhǔn)證書(shū)內(nèi)頁(yè)內(nèi)容及其他相關(guān)表格、推薦的校準(zhǔn)方法、有關(guān)參考數(shù)據(jù)等，也給出測(cè)量不確定度評(píng)定示例。

聯(lián)系人：北京市計(jì)量檢測(cè)科學(xué)研究院 楊靜

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