JJG544-2011压力控制器 检定规程宣贯讲义.ppt

JJG 544-2011 压 力 控 制 器,检定规程宣贯讲义 福建省计量科学研究院二一二 年 十 月,目 录,一、规程修订情况概述二、压力控制器的原理三、规程调研说明四、规程修订的主要内容五、规程正文的解释六、不确定度的评定 七、其它内容（原始记录、应用举例）,一、规程修订情况概述,本规程经全国压力计量技术委员会向国家质量监督检验检疫总局申报，由上海市计量测试技术研究院为主要起草单位，在1997版的基础上进行修订。国家质检总局于2008年5月通过审定并批准立项，以“国质检量函2008305号”文正式下达修订任务。在2年多时间里，经过调研、修订、征求意见、审定、报审等工作，JJG544-2011压力控制器国家计量检定规程于2011年12月28日颁布，2012年6月28日实施。,二 压力控制器的原理,压力控制器是工业过程测量与控制系统中控制压力的一种专用仪表，工程中通常称为压力开关。目前，压力开关常见的有机械式和电子式两大类。本规程针对机械式压力控制器。,机械式压力控制器（开关），为纯机械形变导致微动开关动作。工作原理是当系统内压力高于某一个设定压力时，不同的感压元件（弹簧管、膜片、膜盒、波纹管、活塞等）的自由端产生位移，通过连接导杆推动开关内碟片瞬时发生移动；当压力降至额定的恢复值时，碟片瞬时反向移动，开关自动复位，最终输出一个开关量的电信号。或者简单的说是当被测压力超过额定值时，弹性元件直接或经过比较后推动开关元件，改变开关元件的通断状态，达到控制被测压力的目的。开关元件有磁性开关、水银开关、微动开关等。开关形式有常开式和常闭式两种。调节方式有两位式和三位式两种。,S1接口功能,SAE承载业务管理功能，例如建立和释放UE在LTE_ACTIVE状态下的移动性功能，例如Intra-LTE切换和Inter-3GPP-RAT切换。S1寻呼功能NAS信令传输功能S1接口管理功能，例如错误指示等网络共享功能漫游和区域限制支持功能NAS节点选择功能初始上下文建立功能,LTE系统,S1接口的信令过程,S1接口的信令过程有：SAE承载信令过程，包括SAE承载建立和释放过程。切换信令过程寻呼过程NAS传输过程，包括上行方向的初始UE和下行链路的直传错误指示过程初始上下文建立过程,LTE系统,另外一种是市场上这几年比较流行的：电子式压力控制器（开关），用来替代电接点压力表和使用在工控控制要求比较高的系统上。这种压力开关是在数字压力计的基础上，利用继电器输出信号，进行上下限控制。控制点可以自由设定，迟滞小，抗震动，响应快，稳定可靠。利用回差设置可以有效保护压力波动带来的反复动作，保护控制设备，是检测压力、液位信号，实现压力、液位监测和控制的高精度设备。特点是：电子显示屏直观，精度高，使用寿命长，通过显示屏设置控制点方便，但是相对价格较高，需要供电。,还有一种常用的“电接点压力表”，这是一种普通的弹簧管压力表，加上两组电接点。可以接通相当于高低压力的电接点，从而把压力控制在上下限之间。压力表上的控制位置可以调节。这种电接点的容量小，只能开关接触器的控制线圈。,图1一些常用压力控制器外观图,图2一些常用压力控制器外观图,图3 一些常用压力控制器外观图,图4 电子式压力控制器外观,三 规程调研说明,本规程在修订前后，听取了全国各使用单位的意见和建议，同时对在上海的部分生产厂商进行了调研。调研的主要内容为压力控制器的技术更新、国内外行业动态等信息。从目前国内的生产情况来看，已经基本掌握了各类压力控制器的生产工艺，产品应用面广泛，基本满足国内需求；与国外产品相比，总体质量还有所差距，某些特殊规格或特殊场合用的压力控制器还没有自主技术。,四 规程修订的主要内容,本规程的修订参考了JB/T6802-2008压力控制器行业标准，该标准对1993版进行了修订。两版本比较主要变化如下：删除切换中值术语；将控压上、下限值变更为测量范围；切换差不做具体要求，由生产厂商提供切换差的范围；对原标准切换值的要求，现改为对压力控制器的设定点误差与重复性误差的考核；设定点偏差检验方法改变。,四 规程修订的主要内容,原规程已对上述第三、四条进行了修改。故本次修订的主要内容如下：删除“切换中值”术语和相应内容。在实际使用中不会用到“切换中值”的数据。将控压上、下限值定义为测量范围，符合JJF1001-1998通用计量术语及定义的要求。对设定点偏差检验方法进行改进，更符合实际操作。,五 规程正文的解释,1.范围 本规程适用于压力、真空及压力真空无源控制器（以下统称控制器）的首次检定、后续检定和使用中检查。,范围部分介绍了本规程适用的压力控制器控制压力的类型：测量的压力主要包括表压、绝压、正负压；“无源控制器”也规定了本规程适用于机械式的压力控制器。范围部分还规定了控制器的首次检定、后续检定和使用中检查都应按本规程实施。,2.概述 压力控制器是工业过程测量与控制系统中控制压力的一种专用仪表。其工作原理是当输入压力达到设定值时即可进行控制或报警。压力控制器按感压元件的类型可分为膜片式、膜盒式、波纹管式、弹簧管式和活塞式等；按切换差是否可调可分为切换差可调型和切换差不可调型；按设定点是否可调可分为设定点可调型和设定点不可调型。,介绍了压力控制器的原理和按感压元件、切换差、设定点对控制器进行分类。,3.术语和定义3.1 压力控制器 pressure switch当输入压力达到设定值时，通过输出触头的通断作用起到对被控压力的控制和报警作用的仪表。3.2 控压范围 range控制器能够控制的压力范围。3.3 设定点（值）set point希望发生控制或报警的输入压力值。,3.4 切换值 switching value位式控制仪表上行程（或下行程）中，输出从一种状态换到另一种状态时所测得的输入值。3.5 上切换值 high-switching value输入压力上升时，使控制器产生控制或报警信号发生变化时的压力值。3.6 下切换值 low-switching value输入压力下降时，使控制器产生控制或报警信号发生变化时的压力值。,3.7 切换差 differential gap同一设定点上切换值和下切换值之差。3.8 设定点偏差 set point error输出变量按规定的要求输出时，设定值与测得的实际值之差。3.9 设定点(值)范围 set point range设定点可调的控制器，设定点可以调节的最大压力值与最小压力值之差。,术语和定义部分共有9条，其中3.1、3.4、3.7、3.8条的内容引用JJF1008-2008压力计量名词术语及定义 中7.9、7.11、7.12、7.10条；其余5条为新增的术语和定义。,4 计量性能要求4.1 准确度等级控制器的准确度等级可分为0.5级、1.0级、1.5级、2.0级、2.5级、4.0级。,准确度等级划分为6种。,4.2控压范围对设定点可调的控制器，控压范围应不小于表1的规定。,控压范围只对设定点可调的控制器进行规定，需要注意压力真空控制器要分别按压力部分和真空部分的要求进行。,表1 控压范围,4.3 设定点偏差控制器的设定点偏差应不大于表2的规定。表2 设定点偏差允许值,对设定点偏差有要求的控制器需要进行该项试验。,4.4 重复性误差控制器的重复性误差应不大于表3的规定。表3 重复性误差允许值,重复性误差项目是最主要的项目，是判定控制器级别的重要依据。,4.5 切换差生产厂商对切换差有要求的按生产厂商提供的指标，如果没有提供切换差指标的按以下要求。（1）切换差不可调的控制器，其切换差应不大于量程的10；（2）切换差可调的控制器，其最小切换差应不大于量程的10，最大切换差应不小于量程的30。,一般情况下，生产厂商都会提供控制器切换差的技术指标。某些原因导致无法得到切换差的技术指标时，可以按以上2条进行。特别注意，对于切换差可调的控制器，要进行最小切换差和最大切换差两组试验。,4.6 绝缘电阻控制器在环境温度为1535，相对湿度为4575的条件下，下列端子之间的绝缘电阻应不小于20M：（1）各接线端子与外壳之间；（2）互不相连的接线端子之间；（3）触头断开时，接线触头的两接线端子之间。,4.7 绝缘强度控制器在环境温度为1535，相对湿度为4575的条件下，控制器各接线端子与外壳及互不相连的接线端子之间，施加频率为45Hz65Hz，电压按以下内容规定的试验，历时1min而不发生击穿和飞弧现象：（1）各接线端子与外壳及互不相连的接线端子之间承受1.5kV；（2）触头断开时,接线触头的两接线端子之间承受3倍额定工作电压。,以上两项是安全类项目。,5 通用技术要求5.1 标志控制器的铭牌应完整清晰，其上应标注产品名称、型号、规格、准确度等级、设定值范围、出厂编号和制造厂商等信息。5.2 外观控制器的表面应光洁平整，镀层应均匀，不得有剥落，紧固件不得松动、损伤，可动部分应灵活可靠，接头螺纹应无明显毛刺和损伤。使用中和修理后的控制器不应有影响计量性能的缺陷。,通用技术要求的两项内容这几到标志、外观。对铭牌的内容有具体要求。外观中对可动部分也要要求。,6计量器具控制6.1 检定项目控制器的检定项目一览表见表4。表4 检定项目,检定项目要区分首次检定、后续检定、和使用中检查的区别。,6.2 检定条件6.2.1 检定设备6.2.1.1检定用标准器标准器一般可选用精密压力表或数字压力计等。所选标准器的最大允许误差绝对值应小于被检控制器重复性误差允许值的1/4。检定用标准器的量程应能覆盖控压范围上限时的上切换值。,选用的标准器推荐使用精密压力表或数字压力计，不推荐使用活塞式压力计等非连续测量类的标准器。并注意1/4原则。,6.2.1.2 检定用配套设备 检定用配套设备有造压器、真空泵、校验台、发讯装置、绝缘电阻表和耐电压测试仪等。绝缘电阻表和耐电压测试仪的技术要求按表5配套设备的规定。表5 配套设备,对于不同量程的控制器使用不同的造压器、校验台或真空泵。其他配套设备针对安全性项目的标准器。技术要求要适合被检控制器的安全性能要求。,6.2.1.3工作介质控制器检定用工作介质可以是无毒无害的气体或液体。,工作介质的选择一般按被检控制器的使用要求，如果没有特别提示，一般2MPa以下建议使用空气为工作介质；2MPa以上建议使用与标准器一致的液体工作介质，例如变压器油与煤油的混合油。,6.2.2 环境条件 控制器的检定在室温(205)、相对湿度为4575的恒温室进行。检定前，控制器须在环境条件下放置2h以上，方可进行检定。6.2.3其它条件检定时应无影响计量性能的机械振动。,对环境温度的要求一般试验室都能达到，特别注意放置2h。对于小量程的控制器，注意检定时周围机械振动带来的影响。,6.3检定方法6.3.1外观检查 按6.1用手感和目测检查。,对于可动部分的检查可以借用工具。,6.3.2控压范围对设定点可调的控制器，将设定点调至最大（若切换差可调，将切换差调至最小），对控制器由零缓慢地增加压力至触点动作，此时在标准器上读出的压力值为设定点最大值的上切换值；再将设定点调至最小，使控制器压力缓慢减少至触点动作，在标准器上读出此时的压力值为设定点最小值的下切换值。设定点最大值的上切换值与设定点最小值的下切换值之差符合表1要求。设定点固定的控制器不进行控压范围检定。,控压范围项目是针对设定点可调的控制器，对于设定点不可调的控制器不做该项目。对于设定点可调、切换差也可调的控制器，特别注意将切换差调制最小，否则控压范围的结果会有偏差。,6.3.3设定点偏差将设定点调至控制器量程下限附近的标度处（若切换差可调，将切换差调至最小），逐渐增加压力，当标准器的指示压力接近设定点时再缓慢地增加输入压力逼近检定点至触点动作，此时在标准器上读出的压力值为上切换值。然后缓慢地减少压力至触点动作，此时在标准器上读出的压力值为下切换值。如此进行三个循环可得上切换值或下切换值的平均值。再将设定点调至控制器量程上限附近的标度处进行同样的检定。,实际测得的上(下)切换值平均值与选定的设定值之差与量程之比的百分数为设定点偏差，按公式（1）或公式（2）计算。若控制器的设定值控制的是上切换值，则设定点偏差为实测的上切换值平均值与设定值之差。若控制器的设定值控制的是下切换值，则设定点偏差为实测的下切换值平均值与设定值之差。对设定点不可调的控制器设定点不调整。,式中：设定点偏差 设定点的上切换值 设定点的下切换值 设定点（值）控制器量程,试验时要注意对设定点不可调的控制器只做该点的设定点偏差；对于设定点可调的控制器，设定点偏差在上下限量程处进行，可以在上下限附近的标度处，或者按量程的10%和90%选取；若切换差可调，还要将切换差调至最小。另外，还要注意控制器的设定值是控制上切换值还是下切换值。在得到上切换平均值和下切换平均值后，选其一进行计算，计算上(下)切换值平均值与选定的设定值之差与量程之比的百分数为设定点偏差。结果应满足4.3条的要求。,6.3.4 重复性误差在6.3.3的检定中，同一检定点三次测量所得的上切换值之间最大差值的绝对值和下切换值之间最大差值的绝对值与量程之比的百分数为重复性误差，按公式（3）和公式（4）计算。重复性误差是按设定点偏差试验时得到的数据分别进行上切换值的重复性和下切换值的重复性计算。结果应满足4.4条的要求。,式中：重复性误差 设定点的上切换值的最大值 设定点的上切换值的最小值 设定点的下切换值的最大值 设定点的下切换值的最小值,6.3.5切换差在6.3.3的检定中，同一设定点上切换值平均值与下切换值平均值的差值为切换差。对切换差可调的控制器，将切换差调至最小，按6.3.3的方法进行检定，此时得到最小切换差。将切换差调至最大，按6.3.3的方法进行检定，此时得到最大切换差。,对于切换差不可调的控制器，在设定点偏差试验时得到的同一设定点上切换值平均值与下切换值平均值的差值为切换差。结果应满足4.5条（1）的要求。对于切换差可调的控制器，在设定点偏差试验时需要增加检定步骤。即在同一设定点最小切换差试验结束后，将切换差调至最大，再进行一组试验，得到该设定点切换差最大时的上切换值平均值与下切换值平均值。分别计算各自的切换差，结果应满足4.5条（2）的要求。注意在切换差调至最大时，切换差应不大于量程的30%。,6.3.6绝缘电阻在4.6规定的环境条件下，用额定直流电压为500V的绝缘电阻表（兆欧表）分别测量4.6所规定接线端子之间的绝缘电阻，稳定10s后读数。6.3.7绝缘强度在4.7规定的环境条件下，将控制器需要试验的端子接到耐电压测试仪上，使试验电压由零平稳地上升至4.7的规定值，保持1min，应不出现击穿或飞弧；然后使试验电压平稳地下降至零，并切断设备电源。,以上两个项目的试验应正确掌握操作方法和设备运行注意事项，确保安全。,6.4检定结果的处理按本规程要求检定合格的控制器，出具检定证书；检定不合格的控制器出具检定结果通知书，并注明不合格项目。6.5检定周期控制器的检定周期一般不超过一年。,六、不确定度举例,0.5级压力控制器设定点误差测量不确定度分析按规程中的要求，实际测得的上(下)切换值平均值与选定的设定值之差与量程之比的百分数为设定点误差。若控制器的设定值控制的是上切换值，则设定点误差为实测的上切换值平均值与设定值之差。若控制器的设定值控制的是下切换值，则设定点误差为实测的下切换值平均值与设定值之差。,式中：设定点误差 设定点的切换值(可以是上切换值或下切换值)设定点（值）控制器量程,对于上式，可以得知：的不确定度主要由标准器的误差、分辨率和控制器的重复性带来。本次评定选取0.5级、(02.5)MPa的压力控制器，设定点可调，切换差不可调。在量程0.5MPa处定为设定点。标准器选取0.1级、(02.5)MPa数字压力计。在式1中，和为常数，分别为0.5MPa和2.5MPa。,不确定度分量的评定1不确定度分量u（1）1.1 标准器引入的不确定度u（1）的评定0.1级、(02.5)MPa数字压力计的最大允许误差0.0025MPa，半宽a=0.0025MPa，k=2,1.2 标准器分辨率引入的不确定度的评定0.1级、2.5MPa数字压力计的最小分度值为0.001MPa，分辨率带来的不确定度分量为,1.3 由多次测量的重复性引入的不确定度，采用A类方法评定。,实际使用时为三次数值的平均值，故：标准不确定度,平均值:0.612MPa实验标准差：,2不确定度合成以上不确定度分量认为相互独立，故：合成不确定度扩展不确定度：（k=2）相对扩展不确定度：（k=2）相对扩展不确定度小于MPEV的1/3，符合检定要求。,七、其它内容 原始记录单填写方法,压力控制器检定记录型 号：YWK50C 规 格：（0 0.5）MPa编 号：2#工作介质：气环境条件：温度 202 相对湿度60RH 70RH 标准器名称：精密压力表 编 号：218#检定内容1.外观 符合技术要求 2.控压范围 符合技术要求 3.设定点误差、重复性误差、切换差,设定点误差：允许值 0.02MPa 实际值 0.00MPa 重复性误差：允许值 0.01MPa 实际值 0.00MPa 切 换 差：允许值最小0.03MPa，最大0.1MPa实际值 最小=0.015MPa，最大=0.2MPa 4.绝缘电阻 100M 5.绝缘强度 无击穿和飞弧现象 结 论：合格 不合格 其它检定员：检定日期：,实际应用举例,DIFF就是pressure difference，指的是切换差，使用中经常称为“接断差”、“死区”；是指开关设定动作值和复位值的差值，例如当设定值为1MPa，实际复位值为0.9MPa时，接断差为0.1MPa。每个压力开关都有这个参数，只不过有些压力开关的死区是可调的，而更多的压力开关死区是不可调的。工作温度：是指仪器的内部机构、敏感元件等工作时不会发生持续变形的温度范围。一般压力开关推荐工作温度范围为（-5400），若介质温度过高时，可考虑加附件散热片等，达到降温的目的。,S.P.D.T（单刀双掷）：由一个常开、一个常闭触点和一个公共端构成。D.P.D.T（双刀双掷）：由一个对称的左、右公共端，两组常开、常闭端子构成。上限一接点（常开）：压力上升到设定值时，接点动作，回路导通。下限一接点（常闭）：压力下降到设定值时，接点动作，回路导通。,上下限接点（H、L）：是上限式和下限式的组合，分为两接点独立动作（双设定、双回路）和两接点同时动作（单设定、双回路）两种类型。上限2接点：合并了两个上限形式，分为两接点独立动作（双设定、双回路）和两接点同时动作（单设定、双回路）两种类型。下限2接点：合并了两个下限形式，分为两接点独立动作（双设定、双回路）和两接点同时动作（单设定，双回路）两种类型。,根据压力开关的不同，其设定值可能是上切换值或下切换值或上下都不是，因此压力开关都需要调节。你可以试一下，当设定值为16bar，切换值为2bar时，如果压力由0升到16bar以上时动作，那么设定值就是上切换值；当设定值为16bar，切换值为2bar时，如果压力由18bar以上降到16bar时断开，那么设定值就是下切换值；当设定值为16bar，切换值为2bar时，如果压力开关不在16bar附近动作，那么上、下切换值都不是。,设定值为上切换值的调整方法,选用设定范围在（0.05-2.5）MPa的控制器，1.松开锁紧器，将控制器旋入校验台的螺纹接口上；打开盖板，将电缆穿过电缆接口接入端子板，电缆另一头接上万用表；2.加压至2.0MPa,此值可由标准压力表读出；顺时针转动设定值调节镙杆，使设定值由大变小，直至微动开关在2.0MPa处切换。3.旋动锁紧器，调节校验台压力，使其在2.0MPa上下来回变化，校验压力上升时，切换值是否为2.0MPa，此值即为要求设定的上切换值，此值减去切换差（约0.085MPa)即为下切换值。,设定值为下切换值的调整方法,同样选用设定范围在（0.05-2.5）MPa的控制器，但要求压力下降至1.8MPa(此值为下切换值）发出触点信号。1.松开锁紧器，将控制器旋入校验台的螺纹接口上；打开盖板，将电缆穿过电缆接口接入端子板，电缆另一头接上万用表；2.加压至1.8MPa,此值可由标准压力表读出；逆时针转动设定值调节镙杆，使设定值由小变大，直至微动开关在1。8MPa处切换。3.旋动锁紧器，调节校验台压力，使其在1.8MPa处上下来回变化，校验压力下降时，切换值是否为1.8MPa，此值即为要求设定的下切换值，此值加上切换差（约0.85MPa)即为上切换值。,在压力开关的选用上主要依据：以被测介质的性质指标为准，以节约资金、便于安装和维护为参考。如被测介质为腐蚀性的场合，必须考虑使用不锈钢等材质。在选型时要考虑被测介质的温度，如果温度高一般为200400，要采取缓冲方法，例如连接一根盘香式铜毛细管。在选型时要考虑设备工作压力，压力等级必须与应用场合相符合。从选用测量范围上来说，一般都具有一定的量程可调范围，最好将使用的量程范围设在它量程的1/43/4段，这样精度会有保证。,谢 谢,