CN102998055A - 一种真空或压力标准装置之间量值比对的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空或压力标准装置之间量值比对的方法，属于测量技术领域。所述方法采用的装置包括：第一抽气系统、第一真空阀门、第一真空或压力标准装置、第二真空阀门、第三真空阀门、零点指示器、第四真空阀门、第二真空或压力标准装置、第五真空阀门和第二抽气系统。所述方法采用零点指示器解决了真空或压力标准装置之间量值比对的同时性问题，消除了比对时候装置之间的相互影响，测量不确定度小。且方法简单，实现了校准装置之间的直接比对。

Description

一种真空或压力标准装置之间量值比对的方法

技术领域

本发明涉及一种真空或压力标准装置之间量值比对的方法，属于测量技术领域。

背景技术

在真空计量或者压力计量领域，由于标准装置搬运不方便，通常采用传递标准的方式开展标准装置之间的量值比对工作，传递标准的测量不确定度会对比对结果带来较大影响。如果不通过传递标准而将标准装置直接连接起来进行比对，保证建立的标准压力不随时间变化，这将会降低测量结果的测量不确定度，但是，由于装置各自配备的进气系统和抽气系统的相互影响，将装置直接连接起来在装置之间同时建立相同的压力显然是不可能的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种真空或压力标准装置之间量值比对的方法，所述方法采用零点指示器解决了真空或压力标准装置之间量值比对的同时性问题，消除了比对时候装置之间的相互影响，测量不确定度小。且方法简单，实现了校准装置之间的直接比对。

本发明的目的由以下技术方案实现：

一种真空或压力标准装置之间量值比对的方法，所述方法采用的装置包括：第一抽气系统、第一真空阀门、第一真空或压力标准装置、第二真空阀门、第三真空阀门、零点指示器、第四真空阀门、第二真空或压力标准装置、第五真空阀门和第二抽气系统；

其中，第一抽气系统、第一真空阀门、第一真空或压力标准装置、第二真空阀门、零点指示器、第四真空阀门、第二真空或压力标准装置、第五真空阀门、第二抽气系统依次连接，第三真空阀门一端连接到第二真空阀门与零点指示器之间管路中，另一端连接到零点指示器与第四真空阀门之间管路中；

所述方法步骤如下：

初始状态：除第三真空阀门外的所有阀门均处于关闭状态；

（1）启动第一抽气系统和第二抽气系统，启动第一真空或压力标准装置和第二真空或压力标准装置，打开第一真空阀门、第四真空阀门和第五真空阀门，启动零点指示器至工作状态，对第一真空或压力标准装置、零点指示器和第二真空或压力标准装置及其连接管道抽气；

（2）当第一真空或压力标准装置和第二真空或压力标准装置抽至本底压力时，对第一真空或压力标准装置和第二真空或压力标准装置分别调零，并记录零点指示器的零点示值p₀；

（3）通过第二真空或压力标准装置的进气系统将其调节到目标压力点p_t，同时通过第一真空或压力标准装置的进气系统将其调节到与第二真空或压力标准装置相同的压力点；

（4）关闭第三真空阀门，打开第二真空阀门；

（5）微调第一真空或压力标准装置的进气系统，使得零点指示器的示值和步骤（2）中零点示值p₀有最小的偏离；

（6）记录第一真空或压力标准装置的示值p₃、零点指示器的示值p₆和第二真空或压力标准装置的示值p₈；

（7）重复步骤（3）～（6），共测量n组数据，其中n≥6；

（8）关闭第二真空阀门，打开第三真空阀门；

（9）关闭第一真空或压力标准装置的进气系统和第二真空或压力标准装置的进气系统，将第一真空或压力标准装置与第二真空或压力标准装置抽至本底压力；

（10）当第一真空或压力标准装置和第二真空或压力标准装置抽至本底压力时，对第一真空或压力标准装置和第二真空或压力标准装置分别调零，并记录零点指示器的零点示值p₀′；

（11）关闭第一真空阀门、第三真空阀门、第四真空阀门和第五真空阀门；

（12）关闭第一真空或压力标准装置、第二真空或压力标准装置和零点指示器；

（13）数据处理及判定：

①根据每组测量数据和公式（1）计算得到第一真空或压力标准装置的压力值(p₃)_predicted：

(_p3)_predicted ＝p₈-(p₆-(p₀+p₀′)/2)·CF    （1）

式中：p₈为第二真空或压力标准装置的压力示值；

p₆为零点指示器的示值；

(p₀+p₀′)/2为零点指示器的零点；

CF为零点指示器的校准系数；

②计算每组数据中第一真空或压力标准装置的示值p₃与计算值(p₃)_predicted的偏差：

d_i＝p₃-(p₃)_predicted(i＝1，2,...n)        （2）

③计算第一真空或压力标准装置在所述目标压力点p_t的平均偏差

及测量不确定度u(d)；

④判定：如果0包含在

范围内，说明两个真空或压力标准装置具有很好的一致性；反之，说明两个真空或压力标准装置不具有很好的一致性。

有益效果

（1）本发明所述真空或压力标准装置之间量值比对的方法采用零点指示器解决了真空或压力标准装置之间量值比对的同时性问题，消除了比对时候装置之间的相互影响，测量不确定度小。

（2）本发明所述真空或压力标准装置之间量值比对的方法简单，实现了校准装置之间的直接比对。

（3）本发明所述方法可用于实现在单个或多个压力点下两个真空或压力标准装置的量值比对。

附图说明

图1为本发明所述真空或压力标准装置之间量值比对的方法采用的装置示意图；

其中，1-第一抽气系统、2-第一真空阀门、3-第一真空或压力标准装置、4-第二真空阀门、5-第三真空阀门、6-零点指示器、7-第四真空阀门、8-第二真空或压力标准装置、9—第五真空阀门、10—第二抽气系统。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来详述本发明，但不限于此。

实施例1

一种真空或压力标准装置之间量值比对的方法，所述方法采用的装置包括：第一抽气系统1、第一真空阀门2、第一真空或压力标准装置3、第二真空阀门4、第三真空阀门5、零点指示器6、第四真空阀门7、第二真空或压力标准装置8、第五真空阀门9和第二抽气系统10；如图1所示。

其中，第一抽气系统1、第一真空阀门2、第一真空或压力标准装置3、第二真空阀门4、零点指示器6、第四真空阀门7、第二真空或压力标准装置8、第五真空阀门9、第二抽气系统10依次连接，第三真空阀门5一端连接到第二真空阀门4与零点指示器6之间管路中，另一端连接到零点指示器6与第四真空阀门7之间管路中。

所述的零点指示器6是经过计量部门准确计量的仪器；且所述的零点指示器6的测量端和参考端的装配顺序和具体位置可根据用户需要调整，本实施例是以第一真空或压力标准装置3接零点指示器6的参考端，第二真空或压力标准装置8接零点指示器6的测量端为例。

所述方法步骤如下：

初始状态：除第三真空阀门5外的所有阀门均处于关闭状态；

（1）启动第一抽气系统1和第二抽气系统10，启动第一真空或压力标准装置3和第二真空或压力标准装置8，打开第一真空阀门2、第四真空阀门7和第五真空阀门9，启动零点指示器6至工作状态，对第一真空或压力标准装置3、零点指示器6和第二真空或压力标准装置8及其连接管道抽气；

（2）当第一真空或压力标准装置3和第二真空或压力标准装置8抽至本底压力时，对第一真空或压力标准装置3和第二真空或压力标准装置8分别调零，并记录零点指示器6的零点示值p₀=0.1Pa；

（3）通过第二真空或压力标准装置8的进气系统将其调节到目标压力点p_t=30Pa，同时通过第一真空或压力标准装置3的进气系统将其调节到与第二真空或压力标准装置8相同的压力点；

（4）关闭第三真空阀门5，打开第二真空阀门4；

（5）微调第一真空或压力标准装置3的进气系统，使得零点指示器6的示值和步骤（2）中零点示值p₀有最小的偏离；

（6）记录第一真空或压力标准装置3的示值p₃、零点指示器6的示值p₆和第二真空或压力标准装置8的示值p₈；

（7）重复步骤（3）～（6），共测量六组数据；

（8）关闭第二真空阀门4，打开第三真空阀门5；

（9）关闭第一真空或压力标准装置3的进气系统和第二真空或压力标准装置8的进气系统，将第一真空或压力标准装置3与第二真空或压力标准装置8抽至本底压力；

（10）当第一真空或压力标准装置3和第二真空或压力标准装置8抽至本底压力时，对第一真空或压力标准装置3和第二真空或压力标准装置8分别调零，并记录零点指示器6的零点示值p₀′=0.09Pa；

（11）关闭第一真空阀门2、第三真空阀门5、第四真空阀门7和第五真空阀门9；

（12）关闭第一真空或压力标准装置3、第二真空或压力标准装置8和零点指示器6；

（13）数据处理及判定：

①根据每组测量数据和公式（1）计算得到第一真空或压力标准装置3的压力值(p₃)_predicted：

(p₃)_predicted＝p₈-(p₆-(p₀+p₀′)/2)·CF    （1）

式中：p₈为第二真空或压力标准装置8的压力示值；

p₆为零点指示器6的示值；

(p₀+p₀′)/2为零点指示器6的零点；

CF为零点指示器6的校准系数；

②计算每组数据中第一真空或压力标准装置3的示值p₃与计算值(p₃)_predicted的偏差：

d_i＝p₃-(p₃)_predicted(i＝1,2，...6)        （2）

③计算第一真空或压力标准装置3在所述目标压力点p_t的平均偏差

及测量不确定度u(d)=0.0171Pa；

④判定： $\frac{d\±2u\left(d\right)}{p_t}=(-8.6\×{10}^{-5}\±1.1\×{10}^{-3}),$ 0包含在该范围内，认为两个真空或压力标准装置具有很好的一致性。

上述测量步骤是在单个目标压力点下两个真空或压力标准装置之间的量值比对，多个压力点下两个真空或压力标准装置之间的量值比对亦可通过重复上述步骤实现。

本发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明精神的原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种真空或压力标准装置之间量值比对的方法，其特征在于：所述方法步骤如下：

（1）启动第一抽气系统（1）和第二抽气系统（10），启动第一真空或压力标准装置（3）和第二真空或压力标准装置（8），打开第一真空阀门（2）、第四真空阀门（7）和第五真空阀门（9），启动零点指示器（6）至工作状态，对第一真空或压力标准装置（3）、零点指示器（6）和第二真空或压力标准装置（8）及其连接管道抽气；

（2）当第一真空或压力标准装置（3）和第二真空或压力标准装置（8）抽至本底压力时，对第一真空或压力标准装置（3）和第二真空或压力标准装置（8）分别调零，并记录零点指示器（6）的零点示值p₀；

（3）通过第二真空或压力标准装置（8）的进气系统将其调节到目标压力点p_t，同时通过第一真空或压力标准装置（3）的进气系统将其调节到与第二真空或压力标准装置（8）相同的压力点；

（4）关闭第三真空阀门（5），打开第二真空阀门（4）；

（5）微调第一真空或压力标准装置（3）的进气系统，使得零点指示器（6）的示值和步骤（2）中零点示值p₀有最小的偏离；

（6）记录第一真空或压力标准装置（3）的示值p₃、零点指示器（6）的示值p₆和第二真空或压力标准装置（8）的示值p₈；

（7）重复步骤（3）～（6），共测量n组数据，其中n≥6；

（8）关闭第二真空阀门（4），打开第三真空阀门（5）；

（9）关闭第一真空或压力标准装置（3）的进气系统和第二真空或压力标准装置（8）的进气系统，将第一真空或压力标准装置（3）与第二真空或压力标准装置（8）抽至本底压力；

（10）当第一真空或压力标准装置（3）和第二真空或压力标准装置（8）抽至本底压力时，对第一真空或压力标准装置（3）和第二真空或压力标准装置（8）分别调零，并记录零点指示器（6）的零点示值p₀′；

（11）关闭第一真空阀门（2）、第三真空阀门（5）、第四真空阀门（7）和第五真空阀门（9）；

（12）关闭第一真空或压力标准装置（3）、第二真空或压力标准装置（8）和零点指示器（6）；

（13）数据处理及判定：如果0包含在范围内，说明两个真空或压力标准装置具有很好的一致性；反之，说明两个真空或压力标准装置不具有很好的一致性；其中p_t为目标压力点，d为第一真空或压力标准装置（3）在所述目标压力点p_t的平均偏差，u(d)为测量不确定度。

2.根据权利要求1所述的一种真空或压力标准装置之间量值比对的方法，其特征在于：所述步骤（13）中的数据处理方法如下：

①根据每组测量数据和公式（1）计算得到第一真空或压力标准装置（3）的压力值(p₃)_predicted：

(p₃)_predicted＝p₈-(p₆-(p₀+p₀′)/2)·CF    （1）

式中：p₈为第二真空或压力标准装置（8）的压力示值；

p₆为零点指示器（6）的示值；

(p₀+p₀′)/2为零点指示器（6）的零点；

CF为零点指示器（6）的校准系数；

②计算每组数据中第一真空或压力标准装置（3）的示值p₃与计算值(p₃)_predicted的偏差：

d_i＝p₃-(p₃)_predicted(i＝1,2,...n)        （2）

③计算第一真空或压力标准装置（3）在所述目标压力点p_t的平均偏差

及测量不确定度u(d)；

④判定：如果0包含在范围内，说明两个真空或压力标准装置具有很好的一致性；反之，说明两个真空或压力标准装置不具有很好的一致性。

3.根据权利要求1所述的一种真空或压力标准装置之间量值比对的方法，其特征在于：所述方法采用的装置包括：第一抽气系统（1）、第一真空阀门（2）、第一真空或压力标准装置（3）、第二真空阀门（4）、第三真空阀门（5）、零点指示器（6）、第四真空阀门（7）、第二真空或压力标准装置（8）、第五真空阀门（9）和第二抽气系统（10）；

其中，第一抽气系统（1）、第一真空阀门（2）、第一真空或压力标准装置（3）、第二真空阀门（4）、零点指示器（6）、第四真空阀门（7）、第二真空或压力标准装置（8）、第五真空阀门（9）、第二抽气系统（10）依次连接，第三真空阀门（5）一端连接到第二真空阀门（4）与零点指示器（6）之间管路中，另一端连接到零点指示器（6）与第四真空阀门（7）之间管路中。

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