陜西省地方計量技術(shù)規(guī)范

JJF（陜）XXX－XXXX《多通道壓力掃描測試系統(tǒng)校準規(guī)范》

編寫說明

規(guī)范起草組

2022年9月

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JJF(陜)XXX-XXXX《多通道壓力掃描測試系統(tǒng)校準規(guī)范》

編寫說明

一、任務(wù)來源

2022年5月，陜西省市場監(jiān)督管理局下達了“陜西省市場監(jiān)督管理局關(guān)于

印發(fā)2022年度陜西省計量技術(shù)規(guī)范制修訂項目計劃的通知”（陜市監(jiān)發(fā)[2022]184

號）文件，批準陜西省地方計量技術(shù)規(guī)范《多通道壓力掃描測試系統(tǒng)校準規(guī)范》

立項。該地方計量技術(shù)規(guī)范由中國飛行試驗研究院、陜西省計量科學(xué)研究院單位

負責起草，西安航天動力研究所參與起草。

二、規(guī)范制定的必要性

多通道壓力掃描測試系統(tǒng)（以下簡稱測試系統(tǒng)）是為了實現(xiàn)壓力分布測量而

搭建的專用系統(tǒng)，多用于航空、航天領(lǐng)域的飛行載荷實測驗證、飛行器在線測試、

風(fēng)洞試驗、發(fā)動機進氣道測壓、發(fā)動機試車臺分布測壓以及風(fēng)沙環(huán)境測試、汽車

模擬測試等壓力、風(fēng)速相關(guān)測試。測試系統(tǒng)在航空發(fā)動機相關(guān)的各類試驗、飛機

飛行載荷驗證試驗中得到了大量應(yīng)用。測試系統(tǒng)在對關(guān)鍵壓力參數(shù)進行實時測試

和采集中，其測試結(jié)果準確程度直接影響到試驗質(zhì)量和效率，具有不可替代的作

用。

測試系統(tǒng)是計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)和通信技術(shù)一體化綜合應(yīng)用的結(jié)果。我

國近年來開始加大此類測試系統(tǒng)自主研制的力度，但研制過程中，系統(tǒng)的高準確

度、穩(wěn)定性和強抗干擾性等指標的實現(xiàn)需要大量的校準與測試試驗，因此建立標

準化、規(guī)范化的校準方法和不確定度評估方法對此類測試系統(tǒng)自主研制研究很有

必要。

測試系統(tǒng)組成主要包括壓力掃描模塊﹑壓力采集控制單元﹑存儲顯示單元

和工作氣源等。在目前國內(nèi)尚無完全對應(yīng)的檢定規(guī)程與校準方法，對測試系統(tǒng)一

般單獨針對其壓力掃描模塊參考JJG860-2015《壓力傳感器（靜態(tài)）》或

JJG875-2019《數(shù)字壓力計》中部分內(nèi)容進行校準。但是，測試系統(tǒng)作為一個獨

立的完整系統(tǒng)，壓力傳感器僅為系統(tǒng)內(nèi)部的感壓元件，僅校準壓力傳感器，無法

完全代表整個系統(tǒng)計量性能；而數(shù)字壓力計從結(jié)構(gòu)、原理上與測試系統(tǒng)存在差異；

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目前參考上述兩個檢定規(guī)程進行校準的方法都不能完全滿足測試系統(tǒng)的校準需

求，因此需要針對該類系統(tǒng)編制校準規(guī)范。

國外在壓力分布測量方面也多采用測試系統(tǒng)，如多款民用飛機機翼面壓力分

布測量項目（波音737、747、空客A340等），其中以ZOC系列壓力掃描閥、SPC4000

和DSM4000等設(shè)備組合構(gòu)成的測試系統(tǒng)，在國際和國內(nèi)都有多臺套裝機使用的

前例；在對這類系統(tǒng)的校準上，通常采用對壓力掃描模塊測量和修正輸出值的形

式對其測量準確性進行控制。

因此，研究一套適用于測試系統(tǒng)的校準方法，規(guī)范校準工作的內(nèi)容、方法和

步驟，保證壓力分布測量的準確性，形成統(tǒng)一、通用的校準技術(shù)規(guī)范是非常必要

的。

三、調(diào)研情況

編制組成員先后到中國飛行試驗研究院飛機所、發(fā)動機所，陜西省計量科學(xué)

研究院，西安航天動力研究所等單位進行了調(diào)研、交流，查閱了大量相關(guān)資料。

經(jīng)調(diào)研，測試系統(tǒng)應(yīng)用的壓力掃描閥測壓技術(shù)被視為壓力測試領(lǐng)域的前沿技

術(shù)。在航空發(fā)動機相關(guān)的各類試驗中，多通道壓力掃描測試系統(tǒng)得到了大量應(yīng)用，

如ARJ21-700、C919、MA-700等民機及軍機的飛行載荷實測、機翼氣動特性研

究飛行試驗、發(fā)動機試車臺壓力測量方面。在對關(guān)鍵壓力參數(shù)進行實時測試和采

集中，其測試結(jié)果準確程度直接影響到試驗質(zhì)量和效率。在應(yīng)用方面，中國飛行

試驗研究院、航空工業(yè)空氣動力研究所、中國空氣動力研究與發(fā)展中心校準檢測

實驗室、沈陽發(fā)動機設(shè)計研究所、中國航空工業(yè)集團公司北京長城計量測試技術(shù)

研究所中都有較為廣泛的應(yīng)用。目前，航空與航天領(lǐng)域各單位對此也有認識，已

有單位對本單位使用的測試系統(tǒng)或其系統(tǒng)組成部分進行了校準方法的研究，但未

形成統(tǒng)一、通用的方法。

編制組對項目的必要性、可行性進行了分析與論證，認為該項目編制可以規(guī)

范測試系統(tǒng)校準工作的內(nèi)容、方法和步驟，保證測試系統(tǒng)的準確性，形成統(tǒng)一、

通用的校準技術(shù)規(guī)范很有必要。

四、規(guī)范起草過程

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2022年06月

制定規(guī)范的技術(shù)指標及擬使用的方法，完成校準方法草案。

2022年07月

完成試驗驗證，形成《多通道壓力掃描測試系統(tǒng)校準規(guī)范》初稿、編制

說明及試驗報告。

2022年8月

完成《多通道壓力掃描測試系統(tǒng)校準規(guī)范》征求意見稿。

2022年09月

向相關(guān)技術(shù)專家及生產(chǎn)、使用單位廣泛征求意見并組織討論，形成送審

稿。

2022年10月

完成校準規(guī)范專家審定、修改；

2022年11月

完成報批稿及報批材料。

五、規(guī)范制訂的主要技術(shù)依據(jù)

制定本規(guī)范方法和技術(shù)指標的主要依據(jù)有：JJG860-2015《壓力傳感器（靜

態(tài)）》、JJG875-2019《數(shù)字壓力計》、JJF1071-2010《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》、

JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》、JJF1001-2011《通用計量術(shù)語及定

義》、JJF1139-2005《計量器具檢定周期確定原則和方法》等。

六、規(guī)范的術(shù)語

規(guī)定了JJF1001適用于本校準規(guī)，并依據(jù)規(guī)范制定需要，對規(guī)范中使用的名

詞術(shù)語進行了定義，包括壓力掃描模塊與多通道壓力掃描測試系統(tǒng)。

6.1壓力掃描模塊pressurescanningmodule

壓力掃描模塊是一種將壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號的器件，一般由多個壓力傳感

器、掃描閥、多通道模擬開關(guān)和放大器等組成，具有多個獨立壓力測量通道。

6.2多通道壓力掃描測試系統(tǒng)multichannelpressurescanningmeasurement

system

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由若干組壓力掃描模塊、壓力采集控制單元、存儲顯示單元等組成的，具有

多通道壓力參數(shù)測量功能的測試系統(tǒng)。

七、規(guī)范的計量特性

7.1示值誤差：

測試系統(tǒng)的感壓元器件是壓力傳感器，使用時測量壓力信號，并通過采集、

轉(zhuǎn)換后以實際壓力值形式顯示，所以參考JJG860-2015《壓力傳感器（靜態(tài)）》、

JJG875-2019《數(shù)字壓力計》，對于測試系統(tǒng)，計量特性應(yīng)包含示值誤差，各通道

的示值誤差應(yīng)不大于其最大允許誤差。

測試系統(tǒng)內(nèi)部壓力傳感器的準確度等級符合JJG860-2015《壓力傳感器（靜

態(tài)）》的分級要求，結(jié)合系統(tǒng)其他部分對測量結(jié)果引入的影響，綜合考慮，制定

出測試系統(tǒng)的最大允許誤差為±（0.05～0.5）%FS。

7.2零位漂移：

根據(jù)使用情況調(diào)研，多通道壓力掃描測試系統(tǒng)測量值的短期穩(wěn)定性會影響測

量結(jié)果，所以多通道壓力掃描測試系統(tǒng)的計量特性應(yīng)包含零位漂移，參考JJG

875-2019《數(shù)字壓力計檢定規(guī)程》，制定各通道的零位漂移量在1h內(nèi)不超過最大

允許誤差絕對值的1/2。

7.3回程誤差：

根據(jù)使用情況調(diào)研，對于多通道壓力掃描測試系統(tǒng)，回程誤差影響測量結(jié)果，

多通道壓力掃描測試系統(tǒng)的計量特性應(yīng)包含回程誤差，參考JJG875-2019《數(shù)字

壓力計》，制定各通道的回程誤差應(yīng)不超過最大允許誤差的絕對值。

7.4通道間不連通性：

多通道壓力掃描測試系統(tǒng)各通道間應(yīng)彼此獨立不連通，通道間連通會影響多

通道壓力掃描測試系統(tǒng)的測量準確程度，通道間彼此連通時無法獨立使用，會造

成多通道壓力掃描測試系統(tǒng)通道損失的問題，因此應(yīng)用通道間不連通性來表征各

通道間相互影響程度。根據(jù)多通道壓力掃描測試系統(tǒng)的特點，通道間相互影響程

度應(yīng)不超過各通道零位漂移值，即各通道的通道間不連通性不超過最大允許誤差

絕對值的1/2。

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八、規(guī)范制定的原則

本規(guī)范的制定以國內(nèi)外資料及相關(guān)標準、大量實驗數(shù)據(jù)為技術(shù)依據(jù)，本著科

學(xué)合理、易于操作的原則，并結(jié)合國內(nèi)專家的意見和建議，嚴格依照JJF1071《國

家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》編寫。

九、規(guī)范的適用范圍

目前國內(nèi)應(yīng)用于風(fēng)洞試驗的測試系統(tǒng)，壓力掃描模塊主要型號為DSM3400、

DSM3200、PSI8400、PSI9116、PSI7152等，測量范圍在（5～500）kPa內(nèi)；應(yīng)

用于航空試驗使用的測試系統(tǒng)，壓力掃描模塊主要型號為DSA3217、DSA3218、

DSA3207、DSA3016、DSA3017、DSA3200、DSM3400、DSM4000等，測量范

圍在（1～750）psi內(nèi)，PSI9116的升級款PSI9216的測量上限為850psi

（5860.54kPa），航空試驗使用的測試系統(tǒng)測量上限均不超過6MPa（含測表壓和

測絕壓兩種），工作介質(zhì)為空氣/氮氣；國內(nèi)中國航發(fā)四川燃氣渦輪研究院自主研

發(fā)的數(shù)字壓力掃描閥測量上限最大為500psi（3447.38kPa）。根據(jù)調(diào)研情況，目

前測試系統(tǒng)的工作介質(zhì)為無腐蝕性的氣體介質(zhì)，測量上限不超過6MPa，故確定

本校準規(guī)范適用于測量范圍不大于6MPa（含絕壓）的氣體介質(zhì)測試系統(tǒng)。

十、規(guī)范的技術(shù)內(nèi)容

10.1校準條件

1）校準環(huán)境

根據(jù)參考資料和試飛院現(xiàn)有的測試系統(tǒng)資料中系統(tǒng)的工作環(huán)境范圍，結(jié)合測

試系統(tǒng)內(nèi)部各關(guān)鍵元件對工作環(huán)境的要求，并參考JJG875-2019《數(shù)字壓力計》

和JJG860-2015《壓力傳感器（靜態(tài)）》中規(guī)定，本標準規(guī)定的校準環(huán)境要求包

括：

a)環(huán)境溫度：（20±2）℃相對濕度：不大于80﹪；

b)大氣壓力：（800～1060）hPa；

c)校準環(huán)境應(yīng)無影響校準結(jié)果的電磁干擾和機械振動。

2）測量標準

選用測量標準的測量范圍應(yīng)覆蓋測試系統(tǒng)測量通道的測量范圍，測量標準的

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最大允許誤差絕對值應(yīng)不大于測試系統(tǒng)最大允許誤差絕對值的三分之一。這是參

考JJG875-2019《數(shù)字壓力計》確定的。

10.2校準項目和校準方法

校準項目與計量特性一一對應(yīng)。

校準前準備包括外觀及功能檢查，校準連接與預(yù)熱，內(nèi)容依據(jù)多通道壓力掃

描測試系統(tǒng)使用、維護的相關(guān)要求，參考JJG860-2015《壓力傳感器（靜態(tài)）》、

JJG875-2019《數(shù)字壓力計》、JJF1048-1995《數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)校準規(guī)范》制定。被

校測試系統(tǒng)與測量標準連接時，通過調(diào)整位置使二者感壓位置處于同一水平面，

消除高度差引入的附加誤差。

10.2.1零位漂移

參考JJG875-2019《數(shù)字壓力計》，制定出對測試系統(tǒng)零位漂移的校準方法，

根據(jù)測試系統(tǒng)自身特性，零位漂移的校準和結(jié)果按照通道分別給出。

10.2.2示值誤差

根據(jù)計量特性中測試系統(tǒng)的最大允許誤差為±（0.05～0.5）%FS，參考JJG

860-2015《壓力傳感器（靜態(tài)）》、JJG875-2019《數(shù)字壓力計》，制定校準校準點

的選取原則，即對最大允許誤差±0.05%FS的測試系統(tǒng)，應(yīng)選取不少于10個校

準點，其余最大允許誤差的測試系統(tǒng)，可以選取不少于6個校準點。經(jīng)過對現(xiàn)有

多套測試系統(tǒng)進行試驗，分析校準循環(huán)數(shù)對校準誤差的可能影響，1個校準循環(huán)

和2個校準循環(huán)對示值誤差和回程誤差計算造成的最大偏差約為0.005%，對于

最大允許誤差±0.05%FS的測試系統(tǒng)，影響較大。因此，從既保證校準準確性又

保證校準效率的角度出發(fā)，規(guī)定對最大允許誤差±0.05%FS的測試系統(tǒng)，應(yīng)校準

循環(huán)2次，其余最大允許誤差的測試系統(tǒng)，校準循環(huán)1次。

制定給出示值誤差校準方法，根據(jù)測試系統(tǒng)自身特性，示值誤差的校準和結(jié)

果按照通道分別給出。

10.2.3回程誤差

參考JJG875-2019《數(shù)字壓力計》，制定出對測試系統(tǒng)回程誤差的計算方法，

根據(jù)測試系統(tǒng)自身特性，結(jié)果按照通道分別給出。

10.2.4通道間不連通性

依據(jù)測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特性，壓力掃描模塊之間物理隔離，不具備不同壓力掃

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描模塊間不同通道連通可能性，故通道間不連通性針對同一壓力模塊的各個通道

進行校準。對測試系統(tǒng)同一壓力掃描模塊，僅對一個通道加壓，其他通道保持通

密封狀態(tài)，其他通道在加壓前后的測量結(jié)果應(yīng)無明顯變化。根據(jù)測試系統(tǒng)這一特

點，制定通道間不連通性校準方法，結(jié)果按照通道分別給出。

10.3校準結(jié)果的表達與復(fù)校時間間隔

參考JJG875-2019《數(shù)字壓力計檢定規(guī)程》，以正反行程平均值表示校準結(jié)

果，根據(jù)JJF1071-2010《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》要求，結(jié)合規(guī)范所確定

校準項目，規(guī)定了校準結(jié)果與表達形式。

根據(jù)JJF1139-200