轉速表用于測量各種旋轉物體的旋轉速度。JJG105-2000《轉速表》檢定規程中規定的精度等級、分類方式、計量指標等技術要素已經不能完全適應目前轉速計量現狀的要求。為了解決計量機構急需的問題、統一規范計量檢定方法,原國家質檢總局、全國振動沖擊轉速計量委員會于2015年下達了《轉速表》檢定規程的編制任務。
雖然JJG105-2019《轉速表》既具有先進性又具有通用性,既考慮了先進的方法和設備,又照顧了一般情況,但由于主要內容修改較大,不少檢定員在適用新規程時存在一些疑惑。本文對JJG105-2019適用過程中可能存在的疑問進行了歸納總結,對修改內容的適用效果進行了分析,以供檢定員參考。
JJG105-2019《轉速表》檢定規程由國家市場監督管理總局于2019年12與31日發布,2020年3月31日實施。
1、JJG105-2019和JJG105-2000比較解讀
1.1 引言說明的主要修改內容
根據JJG105-2019引言內容,與JJG105-2000版本相比,除編輯性修改外,主要技術性修改有11項。
①增加了引言、范圍、引用文件部分;
②調整了術語“轉速表”、“轉速比”及“示值變動性”的定義;
③刪除了其余術語的定義;
④調整了轉速表的分類,不按照工作原理,而根據測量方式和顯示方式進行分類;
⑤調整了轉速表的分級,不保留0.01、0.02、0.2、1.5、2.5級;
⑥刪除了計量性能要求中“±1個字”、“±2個字”的要求;
⑦調整了通用技術要求;
⑧調整了計量器具控制的內容;
⑨明確了檢定結果的處理;
⑩增加了附錄B檢定證書內頁格式;
?增加了附錄C檢定結果通知書內頁格式。
1.2 引言說明以外的修改內容
①檢定項目的修改
JJG105-2019增加了測量范圍的檢定項目,刪除了回程誤差、擺幅率、時基頻率準確度和時基頻率穩定度檢定項目。
②檢定點選擇
JJG105-2000對轉速表檢定點的選擇按照工作原理進行區分,檢定點選擇不同。JJG105-2019不按照工作原理區分,在量程內均勻選定至少8個檢定點,應包括100r/min、300r/min、500r/min、1000r/min、3000r/min和5000r/min。
③試運轉的范圍
JJG105-2000一般選定最低、中間和最高三個檢定點進行試運轉,而JJG105-2019規定只選擇100r/min一個點進行試運轉。
2、改內容的適用效果分析
2.1 引言說明的修改內容效果分析
JJG105-2019《轉速表》引言內容表述的11項修改內容,有的是為了滿足JJF 1002-2010《國家計量檢定規程編寫規則》的格式要求而做的修改,如第(1)、(2)、(3)、(9)、(11)項,都是編輯性修改,對轉速表的檢定不存在技術性理解,這5項不進行效果分析,下面對其他6項進行效果分析:
(1)第(4)項調整了轉速表的分類,不按照工作原理,而根據測量方式和顯示方式進行分類。
JJG105-2019的檢定方法按測量方式接觸式和非接觸式、顯示方式指針式和數字式進行區分,不再按照工作原理區分。一是目前市場上所有的轉速表都可以按照測量方式和顯示方式進行區分,檢定員用目視就能輕松辨別,而舊JJG105-2019按照工作原理分類,檢定員需要辨別其工作原理,有的需要查閱資料才能確定,有的只能根據經驗猜測;二是隨著技術的進步,傳統工作原理的轉速表越來越少,面臨淘汰,如離心式轉速表、定時式轉速表等,而傳感器轉速表和光電式轉速表應用越來越多,新JJG105-2019的檢定方法完全能夠覆蓋傳統工作原理的轉速表,繼續單獨保留傳統工作原理轉速表的檢定方法意義不大;三是不影響其計量性能。為了便于計量性能要求和計量器具控制的規范統一,新的分類方法完全能夠滿足轉速表的計量性能要求。
(2)第(5)項調整了轉速表的分級,不保留0.01、0.02、0.2、1.5、2.5級
做此修改一是1.5級和2.5級的轉速表大多是接觸式的轉速表,隨著傳感器不斷進步和成熟,接觸式的轉速表逐漸被非接觸的轉速表替代;二是對于0.01、0.02級的轉速表,工作中極少需要使用這么高準確度的轉速表。準確度等級劃分為0.05級、0.1級、0.5級、1級和2級共5個等級完全能夠滿足在用轉速表的等級要求。
(3)第(6)項刪除了計量性能要求中“±1個字”、“±2個字”的要求
這主要是針對數字顯示的轉速表。JJG105-2019刪除了計量性能要求中“±1個字”、“±2個字”的要求更能直觀反映轉速表是否合格。一是轉速表最大允許誤差直接與準確度等級對應,不擴大最大允許誤差和示值變動性的允許值更符合檢定實際情況,檢定結果直接反映轉速表是否合格;二是JJG105-2019“6.1.4”已對各準確度等級的示值有效位數進行了規定,已經考慮了最小示值變化的影響;三是數字顯示的轉速表測量準確性和穩定性比以前有很大提高,可以不考慮最小增量變化的影響。
(4)第(7)項調整了通用技術要求
JJG105-2019調整了轉速表檢定的分類方式,所以通用技術要求的內容也應進行調整。最大的調整內容是“外觀要求”增加了各準確度等級轉速表的示值有效位數。細心的檢定員會發現,新規程JJG105-2019“外觀檢查”項目不再包含“示值范圍”的內容。這是因為:一是“示值范圍”有無標注不影響“測量范圍”的檢定;二是GB/T29130-2012《船用發動機轉速表》“8.1標志”和JB/T871-2014《模擬指示式轉速表》“8.1標志”對“示值范圍”的標注沒有要求。
(5)第(8)項調整了計量器具控制的內容
JJG105-2019刪除了回程誤差、擺幅率、時基頻率準確度和時基頻率穩定度檢定項目,因此刪除了這些項目的檢定設備。對檢定設備的技術要求也進行了微調,由“標準裝置不確定度應高于被檢轉速表準確度等級2~3倍”更改為“轉速標準裝置的準確度等級與被檢轉速表的準確度等級之比,應小于或等于1:3”,更加具體明確。
(6)第(10)項增加了附錄B檢定證書內頁格式
附錄B檢定證書內頁格式的檢定項目“最小測量誤差”和“最大允許誤差”,雖然實際檢定時測量的是轉速表的測量范圍和示值誤差,但為方便用戶的使用,此處用“最小測量誤差”和“最大允許誤差”表示。筆者認為附錄B檢定證書內頁格式的檢定項目應與新規程“7.2檢定項目”一致,前后統一。
2.2 引言說明以外的修改內容效果分析
(1)檢定項目的修改
JJG105-2019增加了測量范圍的檢定項目,刪除了回程誤差、擺幅率、時基頻率準確度和時基頻率穩定度檢定項目。一是新增測量范圍檢定項目對檢定過程和內容提供了明確的依據。按照舊規程JJG105-2000開展檢定工作時,實際上已經對測量范圍進行了檢定,但這部分內容沒有在JJG105-2000中體現。如對于一個示值范圍是(5~99999)r/min、0.5級的數字式轉速表,測量標準選用測量范圍(10~30000)r/min、0.01級轉速標準裝置,檢定點按照1、2、5序列選擇,最低點是10r/min,最高點是30000r/min。對該轉速表作是否合格的判定時發現,只有在(100~30000)r/min范圍內合格,(10~100)r/min范圍內不合格,(100~30000)r/min就是該轉速表的測量范圍。新規程將測量范圍作為檢定項目單獨列出,明確了測量范圍的檢定方法,符合檢定實際情況。二是刪除了回程誤差、擺幅率的檢定項目,這主要是針對指針式轉速表而言。JJG105-2019規定,對指針式轉速表同一個檢定點連續讀取被檢轉速表的3個顯示值,不再進行進程和回程過程檢定,這樣更能反映出轉速表的穩定性,所以回程誤差沒有必要保留。隨著技術的進步,轉速穩定后,指針式轉速表示值也基本能穩定,所以擺幅率檢定項目可以不再保留。三是刪除時基頻率準確度和時基頻率穩定度檢定項目。由于調整了轉速表的等級,刪除了0.01級和0.02級的轉速表,所以時基頻率準確度和時基頻率穩定度檢定項目也無需保留。
(2)檢定點選擇
JJG105-2000對轉速表檢定點的選擇按照工作原理進行區分,檢定點選擇各不相同。JJG105-2019不再按照工作原理區分,在量程內均勻選定至少8個檢定點,應包括100r/min、300r/min、500r/min、1000r/min、3000r/min和5000r/min。檢定點的選定,需考慮分布的均勻性,并且檢定點可以確定轉速表的最小測量范圍。所選的檢定點可以包括量限的上限值和下限值,這能夠進一步確定轉速表的量程范圍。與傳統的1-2-5系列選定不同,3000r/min對應50Hz工頻,對轉速專業普遍應用的電力行業至關重要。
雖然轉速表檢定點選定可以不受最小測量范圍的限制,可在量程內選擇,但不能超出所用轉速標準裝置的測量范圍。需要注意,轉速標準裝置的測量范圍只能是轉軸能復現的轉速,利用反射信號或觸發信號倍增的方法來擴展轉速標準裝置量程的做法,會增加測量誤差,不適用于轉速表的檢定。
(3)試運轉
舊JJG105-2000要求選定最低、中間和最高三個檢定點進行試運轉,新JJG105-2019只要求選擇100r/min一個點進行試運轉。試運轉不僅能初步查看被檢轉速表的性能,還能考察轉速標準裝置的運轉情況,雖然JJG105-2019只要求選擇100r/min一個點進行試運轉,但從安全的角度考慮,實際操作時試運轉應盡量多選擇幾個點進行。
3、舉例說明
選擇某非接觸數字式轉速表作為被檢對象。該轉速表示值范圍為(10~99999)r/min、準確度等級為0.05級,有效位數5位。所用轉速標準裝置測量范圍(10~30000)r/min、0.01級。按照JJG105-2019《轉速表》附錄A檢定記錄格式對轉速表進行檢定。
(1)通用技術要求
合格?;不合格□
(2)轉速表類型
非接觸式數字轉速表?;
接觸式轉速表□;
多用轉速表□。
(3)計量性能
測量結果及測量范圍:檢定點選擇10r/min、30r/min、50r/min、100r/min、300r/min、500r/min、1000r/min、3000r/min、5000r/min、10000r/min、30000r/min。每個檢定點連續讀取并記錄轉速表10個顯示值,計算示值誤差和示值變動性如表1所示。
表1 轉速表示值誤差和示值變動性檢定結果
示值誤差均小于最大允許誤差±0.05%,合格;
示值變動性均小于0.05%,合格;
測量范圍:(10~30000) r/min,能覆蓋最小測量范圍(100~20000)r/min,合格。
檢定結論:0.05級非接觸式轉速表合格。
4、結束語
經過分析比較,JJG105-2019《轉速表》檢定規程不再按照工作原理區分檢定項目和檢定方法,而是按照測量方式和顯示方式進行分類,將轉速表分為接觸式和非接觸式、數字式和指針式,這樣便于計量性能要求和計量器具控制的規范統一,新規程內容科學合理、可操作性強,更符合轉速表檢定的實際情況。本文以一個通用的非接觸式數字轉速表的檢定為例,嚴格按照新版檢定規程進行操作,從轉速表檢定的角度分析了新舊規程的變化對檢定過程的影響。
作者:中國人民解放軍92601部隊:堯禮輝、俞鑫、張玉林