一、规范制定背景

JJF1586-2016《主动活塞式流量标准装置校准规范》是根据国家质检总局的国质检量函（2013）101号《质检总局关于下达2013年国家计量技术法规制/修定计划的通知》， 依照全国流量容量计量技术委员会《关于2013年规程及起草的通知》的工作安排，由重庆市计量质量检测研究院、北京市计量检测科学研究院和浙江省计量科学研究院组织成立了《主动活塞式流量标准装置校准规范》 国家计量技术规范起草小组，承担本规范的制定工作。

主动活塞式流量标准装置是一种以气缸或活塞直径为标准，电机驱动活塞位移置换为标准容积的气体或液体流量标准装置，它和一般标准体积管的区别在于：一般标准体积管是流体推动置换体（球或活塞）运动，流体的流量决定置换体的运动速度，流体的流动是主动的，置换体的运动是被动的。 而主动活塞式流量标准装置中的活塞是由电机带动的， 活塞的运动推动气体流动，活塞的运动速度决定流体的流量。 在这个装置中，活塞的运动是主动的，流体的流动是被动的。

因此，活塞式流量标准装置又被称为“电驱动活塞式流量标准装置”。 这种装置能直接溯源到长度、温度和压力等基本量， 是属于原级流量标准装置， 具有准确度高、性能稳定的特点，能达到流量测量较高等级（如0.05级），常用作中小流体流量标准装置进行量传。

目前， 国内还没有对主动活塞式标准装置进行校准的依据，仅能参考JJG209-2010《体积管检定规程》。

然而，随着流量计量技术的发展，主动活塞式流量标准装置以准确度等级高而逐渐被广泛应用于中小流体流量检测。目前，国内活塞式气体、液体流量标准装置已有多家制造企业 还有部分企业正在试制中。主动活塞式流量标准装置具有结构复杂、体积较大、制造困难等问题本规范为指导企业生产、校准和应用提供依据。

二、规范制定说明

本技术规范参考了JJG209-2010 《体积管检定规程》以国际法制计量组织（OIML）的国际建议OIMLR119：1996用于测量非水液体的活塞装置缸体体积管（Pipe provers for testing measuring systems for liquidsother than water）为技术依据，对活塞式流量标准装置校准规范进行制定，并综合考虑了我国活塞式流量标准装置的研发和使用现状而制定，采用了国际建议国家标准主要的技术指标。

1.标准装置的分类和命名

活塞式流量标准装置分为主动活塞式和被动式两类；主动式是指装置自身带有电机驱动装置驱动活塞；被动式是指装置本身不带驱动装置，活塞靠现场流量提供的动力来驱动。而本规范主要是针对主动活塞式的校准内容，主动活塞装置工作时，电机驱动丝杠组件，旋转带动活塞沿缸体轴线做匀速直线运动，排出或吸入流体，依据流体质量守恒定律，被检测流量计的示值与活塞装置的标准示值进行比较，得到测量值。

2.标准装置的使用介质

活塞式流量标准装置测量介质使用气体与液体问题，现在国内外的活塞装置分为气体活塞装置与液体活塞装置，活塞装置无论测量介质，对装置校准的三类容积法、质量法和几何法方法运算公式以及标准不确定度评定基本一样，本规范同时适用于使用介质为气体或液体的活塞标准装置。

3.外观和密封性

一般外观和密封性不属于“计量性能”校准项目。 但活塞式流量标准装置的某些附件和密封性，对质量测量法和容积测量法示值校准准确度影响很大，因此在标准装置校准项目中列入了外观检查和密封性试验。

4.标准装置在20℃下标准容积

无论是气体还是液体在不同温度时体积是不一样的 根据国际建议OIML R117-1995《非水液体的测量系统》的规定，标准装置可以利用转换装置对体积进行修正，将实际的体积测量结果转换为标准温度（15℃或20℃）下的体积，对于我国来说，标准、规程和规范确定的标准温度为20℃）；；检定规程JJG165-2005《钟罩装置气体流量标准装置和JJG209-2010《体积管》，无论是气体还是液体都是取标准容积在20℃下的基本容积V20。所以在对标准装置体积校准时容积法、质量法和几何法都是按规范公式基本容积V20值， 即活塞式流量标准装置，气体或液体在实验室使用时，通常实验室标准装置的标准容积应为标准状态下标准容积段的容积V20，而对活塞式流量标准装置应修正到V20的状态。

5.标准体积的校准方法

对于标准体积的校准常是几何测量法、质量法和容积法，从活塞式流量标准装置结构看对于新生产的通常采用几何测量原始方法来确定标准体积，而后续校准只能用质量法和容积法。本规范的质量法和容积法采用JJG209-2010《体积管检定规程》的试验方法和运算公式，如果是仅对使用介质为气体活塞装置，可采用活塞装置缸体内为空气，校准时活塞装置直接排出气体进入标准量器的方法，也就是JJG165-2005《钟罩装置气体流量标准装置检定规程所采用的方法。

（1）几何测量法

从活塞式流量标准装置结构看 对不同型结构的标准装置 如盘形活塞或柱形活塞  建议在新生产并且未安装前 采用几何测量原始方法来确定气缸或活塞的标准面积和活塞运行长度，计算出标准装置的标准体积。传统的几何测量可选用三坐标测量机和温度计 或选用气缸内径校准内径千分尺，外径用外径千分尺或 尺等进行气缸或活塞的标准面积测量 也可选用激光跟踪仪测量出缸体的直径值 通过激光跟踪仪数据处理得到缸体的标准面积，校准标准面积后将标准装置全部安装完毕，再校准活塞行程在活塞的运动方向上安装多个光电传感器， 把活塞运行段分割为大小不同的容积段，通过控制光电传感器的通断,可以测量任意两个传感器之间的距离，得到气缸或活塞的标准体积。

（2）质量法和容积法

而后续校准考虑到标准装置不方便拆卸，建议用质量法和容积法。本规范的质量法和容积法采用JJG209-2010《体积管检定规程>的试验方法和运算公式标准体积计量段置换的体积值是在20℃常压下用蒸馏水或纯净水标定可得.活塞运动至上限位置,使缸内空间容积处于最大状态，在活塞的运动方向上安装多个光电传感器,把活塞运行段分割为大小不同的容积段，通过控制光电传感器的通断,可以测量任意两

个传感器之间的距离， 得到气缸或活塞的标准体积。

容积法校准时选择量限适当的标准量器，标准量器的容积不小于测量容积（质量法和容积法具体操作可查阅本规范7.2.3.2和7.2.3.3的内容），每段校准n（n≥6）次，每次记录下活塞装置显示的容积和脉冲数，再按规范中的公式计算校准出标准体积V20以及标准体积V20对应的脉冲数量f值，用V20除以f就是活塞系数k。

6.标准装置配套设备要求

为了确保活塞式流量标准装置校准要求，对配套设备提出了最低要求：

（1）计时器是由晶体振荡器和电子计数器组成，具有测量时间间隔的功能。 在流量标准装置中，计时器是用于计量瞬时流量或累积流量的计量仪器之一。 当流量标准装置给出累积流量时，如：用容积法、称量法流量装置计量瞬时流量， 应考虑计时器的不确定度；反

之，当标准装置给出瞬时流量时，如：标准装置的计量累积流量，也应考虑计时器的不确定度。 所以计时器提出的：分辨力一般优于0.001s，应带有晶振信号输出口，且晶振8h的稳定度优于1×10-5，是参考了JJG643-2003、JJF1240-2010和JJG165-2005对校准/检定装置的要求和综合活塞式流量标准装置的实际情况提出的。

（2）滚珠丝杠要求。 为了确保标准装置流量的稳定性，提出配用滾珠丝杠的准确度等级一般不低于P5（P表示定位滾珠丝杠，5表示标准公差等级）， 滚珠丝杠按照 GB/T17587.3 -1998 标准分为 7 个标准公差等级：1，2，3，4，5，7，10级， 考虑到滚珠丝杠跳动公差和位置公差由经验确定P5级。

（3）脉冲信号发生器。 带光栅尺的脉冲信号发生器分辨力一般优于0.005mm/Pul； 带旋转编码器脉冲信号发生器的分辨力一般优于0.005L/Pul。 考虑活塞式流量标准装置最小使用体积50L， 脉冲信号发生器可能带来的影响量是确定的。

7.校准结果的测量不确定度

本规范根据标准装置校准要求未给出具体的标准装置准确度等级，而是根据校准结果应给出标准装置标准容积或脉冲当量的测量不确定度，标准装置校准的结果是获得“准确”的量值，校准的目的则是确认

被校标准装置的计量特性；测量的结果是得到标准装置体积值的具体的量值数据，而校准通过几何测量法或质量法或容积法的结果是得到标准装置标准容积或脉冲当量的测量不确定度。

8.附录说明

根据JJF1071-2010 《国家计量校准规范编写规则》中6.14附录的要求，附录可包括：校准记录内容、校准证书内页内容及其他相关表格、 推荐的校准方法、有关参考数据等，并给出测量不确定度评定示例。

三、结束语

本规范基于主动活塞式流量标准装置校准规范，对于标准体积的校准常是几何测量、 质量法和容积法，适用于标准装置首次（新制造）校准和后续（使用中或修理后）校准。