艦船壓力表現(xiàn)場檢定有關(guān)問題探析
針對目前艦船壓力表檢定任務(wù)重、時效性要求高、對現(xiàn)場檢定需求迫切的實際，分析了我國主要港 口的室內(nèi)環(huán)境和艦船艙室環(huán)境，確定了艦船壓力表現(xiàn)場檢定環(huán)境條件，并根據(jù)GJB 5109-2004關(guān)于測試不確定度 比的要求，對適用現(xiàn)場檢定的主標(biāo)準(zhǔn)器、測試不確定度比以及合格判據(jù)等有關(guān)問題進(jìn)行了探析，并通過了實驗驗 證，為開展艦船壓力表現(xiàn)場檢定提供了參考。
0.引言
目前，海軍各類艦船均配備了大量壓力表，以某 型驅(qū)逐艦為例，壓力表數(shù)量上千塊，加上艦船的任務(wù) 多，停航時間短，使得許多壓力表無法按規(guī)定周期進(jìn) 行檢定，存在安全隱患，迫切需要開展艦船壓力表現(xiàn) 場檢定，以提高工作效率，保證其量值準(zhǔn)確可靠。
1.現(xiàn)場檢定的環(huán)境條件分析
根據(jù)JJG52-2013的規(guī)定，一般壓力表實驗室檢 定的環(huán)境條件為：檢定溫度相對濕度小于 85%、環(huán)境壓力為大氣壓力。艦船壓力表現(xiàn)場檢定一 般在艦船駐泊的碼頭庫房、艦船艙室開展，也應(yīng)限定 一定的環(huán)境條件。
從我國主要沿海港口常年氣溫(考慮到北方冬天港 口室內(nèi)一般都有暖氣）統(tǒng)計分析，全年室溫一般在5 ~35T之間，相對濕度一般也小于85%。
從艦船看，隨著排水量不斷增加，穩(wěn)定性進(jìn)一步 增強(qiáng)，以驅(qū)逐艦為例，在0級、1級海況下停泊或航 行，縱傾、橫搖幾乎都為0度，許多艙室都有艦員工 作、生活，一般都有風(fēng)機(jī)甚至空調(diào)，艙室溫度也在5~ 35T之間，相對濕度一般也小于85%。
因此，艦船壓力表現(xiàn)場檢定的環(huán)境條件可設(shè)定為： 檢定溫度為5 ~ 35T，相對濕度不大于85% ,環(huán)境壓 力為大氣壓力。
2.主標(biāo)準(zhǔn)器的選擇
艦船壓力表一般用于各種液體、氣體與蒸汽的測 量，準(zhǔn)確度等級主要有1.0級、1.6級、2. 5級，量程 范圍是0~60MPa。目前，常用壓力表檢定裝置的主標(biāo) 準(zhǔn)器有：活塞式壓力計、精密壓力表和數(shù)字壓力計3 種。由于活塞式壓力計工作時必須調(diào)整水平，加上砝 碼比較重，不便攜帶，一般用于實驗室檢定。精密壓 力表和數(shù)字壓力計主標(biāo)準(zhǔn)器具有體積小、環(huán)境適應(yīng)性 強(qiáng)的特點，可用于艦船壓力表的現(xiàn)場檢定。
3.測試不確定度比和合格判據(jù)的分析
GJB 5109 -2004規(guī)定，軍事計量保障中對被測設(shè)備進(jìn)行合格判定時，被測設(shè)備與測量標(biāo)準(zhǔn)的測試不確 定度比一般不得低于4:1。因此，開展現(xiàn)場檢定時，艦 船壓力表與測量標(biāo)準(zhǔn)主標(biāo)準(zhǔn)器的最大允許誤差的絕對 值之比不得低于4:1。
3.1精密壓力表為主標(biāo)準(zhǔn)器的分析
壓力表在偏離實驗室檢定溫度環(huán)境下工作時，指 示值誤差將產(chǎn)生偏離，計算公式為
A = ±(S + K . At) (1)
式中：S為壓力表允許誤差％的絕對值；尺為溫度系數(shù)
04% ； At為環(huán)境溫度偏離18 -22X，15 -25^的絕 X才值。其中，前者適用于精密壓力表，后者適用于艦 船壓力表。
經(jīng)計算，0.1級、0.25級精密壓力表和1.0級、
6級、2. 5級艦船壓力表在5 ~ 35T之間各溫度點的 最大允許誤差見表1。
根據(jù)表1數(shù)據(jù)，按照測試不確定度比不小于4:1的 要求，精密壓力表開展艦船壓力表現(xiàn)場檢定的溫度范 圍見表2。
從表1可知，現(xiàn)場檢定中隨著現(xiàn)場溫度偏離實驗 室檢定的環(huán)境溫度，艦船壓力表和精密壓力表的最大 允許誤差的絕對值將分別增加0^+3)。其 中，At+3)比相應(yīng)溫度點艦船壓力表的最大允許誤 差的絕對值小2個數(shù)量級，對現(xiàn)場檢定的示值誤差的 影響可忽略不計。因此，以精密壓力表為主標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn) 行現(xiàn)場檢定合格判定時，艦船壓力表的示值誤差不得 大于其在表1相應(yīng)溫度點的最大允許誤差。
3.2數(shù)字壓力計為主標(biāo)準(zhǔn)器的分析
數(shù)字壓力計具有準(zhǔn)確度等級高、穩(wěn)定性好等特點。 以北京康斯特數(shù)字壓力計為例，其準(zhǔn)確度等級分別為 0.05級、0.1級、0.2級，具有溫度自動補(bǔ)償功能，在 -10 ~50t：范圍內(nèi)準(zhǔn)確度等級保持不變。根據(jù)表1數(shù) 據(jù)，在5~35t范圍內(nèi)，上述數(shù)字壓力計與艦船壓力表 的測試不確定度比均不小于4:1，全部適用于開展艦船 壓力表的現(xiàn)場檢定工作。
現(xiàn)場檢定中，溫度偏離實驗室檢定的環(huán)境溫度時， 數(shù)字壓力計的最大允許誤差將保持不變，艦船壓力表 的最大允許誤差的絕對值將增加K ? At (詳見表1)，其 示值誤差也會相應(yīng)增加。因此，以數(shù)字壓力計為主標(biāo) 準(zhǔn)器進(jìn)行現(xiàn)場檢定合格判定時，艦船壓力表的示值誤 差也不得大于其在表1相應(yīng)溫度點的最大允許誤差。
4.實驗驗證
選兩組量程范圍為0 ~0. 6 MPa, 0-10 MPa, 0 ~ 60 MPa,準(zhǔn)確度等級分別為1. 0級、1. 6級、2. 5級共 18塊艦船壓力表，一組在碼頭庫房，一組在艦船艙室 (在0級和1級海況下），在環(huán)境溫度為5，10, 30， 35t；四個溫度點，分別以準(zhǔn)確度等級為0.1級、0.25 級的精密壓力表和0. 05級的數(shù)字壓力計為主標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn) 行現(xiàn)場檢定，并按本文3.1，3.2的合格判據(jù)進(jìn)行判 定，現(xiàn)場檢定結(jié)果和實驗室檢定結(jié)果一致。其中，量 程范圍同為0 ~ 10 MPa的0. 1級精密壓力表和2. 5級 艦船壓力表，在艦船現(xiàn)場和實驗室檢定(20 T列）的部分?jǐn)?shù)據(jù)見表3。
由表1可知，2- 5級、量程范圍為0 ~ 10 MPa的艦 船壓力表在20, 30, 35尤的最大允許誤差分別為± 2.5% xlO, ±2.7% xlO, ±2.9%xlOMPa,艮p: ± 0.25, ±0. 27, ±0.29 MPa,其絕對值均大于表3中 相應(yīng)的最大示值誤差絕對值，所以，現(xiàn)場檢定與實驗 室的結(jié)果均為合格，現(xiàn)場檢定結(jié)論與實驗室檢定結(jié)論 一致。
5.結(jié)論
本文分析了艦船壓力表現(xiàn)場檢定的環(huán)境條件，以 及精密壓力表、艦船壓力表的最大允許誤差隨溫度變 化情況，按照測試不確定度比不小于4:1的要求，探討 了主標(biāo)準(zhǔn)器及其適用現(xiàn)場檢定的溫度范圍，研究得出 了現(xiàn)場檢定的合格判定依據(jù)，并通過實驗驗證，在艦 船壓力表現(xiàn)場檢定的幾個方面進(jìn)行了探索，為艦船壓 力表現(xiàn)場檢定工作的開展提供了參考。
