淺談彈簧管(精密)壓力表誤差產(chǎn)生的因素及有關(guān)注意事項(xiàng)
在彈簧管式壓力表的檢定規(guī)程中,規(guī)定了因溫度 的變化、安裝位置的差異等諸多因素引起的附加誤差 和修正方法。其中,有的誤差是已定系統(tǒng)誤差,可以修 正;有的則因不能確定誤差的大小,也無(wú)法確定其修正 量,只能盡量控制減少,以達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)量的目的。因此, 在使用中對(duì)這些誤差的因素及有關(guān)使用事項(xiàng)應(yīng)加以注意。
1.由于溫度變化引起的誤差及修正
在JJG49- 1999檢定規(guī)程中,規(guī)定了彈簧管式精密 壓力表和真空表檢定時(shí)的環(huán)境溫度,并規(guī)定了精密壓 力(真空)表等在檢定環(huán)境溫度下應(yīng)至少靜止兩小時(shí)方 可檢定,這就使彈性元件定溫,以消除由于環(huán)境溫度變 化引起的附加誤差。
在JJG52- 1999檢定規(guī)程中,規(guī)定了一般壓力(真 空)表在(20±5) C范圍內(nèi)檢定。但是,壓力表在實(shí)際的 使用中,其現(xiàn)場(chǎng)的溫度往往不同于檢定時(shí)溫度。雖然規(guī) 程中沒(méi)有規(guī)定偏離該溫度時(shí)要進(jìn)行修正,但如果實(shí)際 溫度偏離該溫度很大時(shí),應(yīng)考慮溫度所引起的誤差并 進(jìn)行修正。
精密壓力表允許在+ 5- 40C下,一般壓力表允許 在-40^ 60C范圍內(nèi)使用，但其指示值誤差應(yīng)滿足下 式要求：
A = 土（5+ 0.04%/C At)
式中：A為溫度變化后的基本誤差；5為最大允許誤 差％的絕對(duì)值,%; At為使用時(shí)實(shí)際溫度與檢定溫度之 差(A t= | t2- t1 | )； t2為精密表在使用中的實(shí)際環(huán)境溫 度(+ 5~ 40C)。當(dāng) t2 高于22C或23 C (0.4 及0.6 級(jí)） 時(shí)，t1取22 C或23 C (0.4及0.6級(jí));當(dāng)h低于18 C或 17 C (0.4 及 0.6 級(jí))時(shí)，t1 取 18C或 17C (0.4 及 0.6 級(jí))。下面舉一例看看溫度變化引起的誤差有多大。
例：有一塊精密壓力表為0. 4級(jí),測(cè)量范圍0?1 MPa,現(xiàn)在30C環(huán)境中使用,此時(shí)該表的示值允許誤差是多少？
解:儀表正常情況下(20 ±3) C的允許基本誤差是 5= ±1X0.4%= ±0.004MPa 現(xiàn)在30C環(huán)境下使用，At= 30C- 23 C= 7C 溫度變化引起的附加誤差為
0. 04%/C X7CX1MPa= 0.0028MPa 所以，此時(shí)該表的示值允許誤差是 A = ± (0.004+ 0.0028) MPa= ±0.0068MPa 可見(jiàn)，由于溫度變化的影響，精密壓力等級(jí)從0.4 級(jí)降為0. 68級(jí)，由此可見(jiàn)，溫度變化的影響是不容忽視 的。
2.由于安裝位置引起的誤差與修正
在選用標(biāo)準(zhǔn)活塞壓力計(jì)檢定不大于0. 6M Pa (但大 于0.25MPa)的精密壓力表時(shí)，對(duì)于精密表的安裝，應(yīng) 使活塞的下端面與精密壓力表的指針軸在同一水平面 上。否則，對(duì)液柱高度引起的壓力值必須進(jìn)行修正，這 在檢定規(guī)程JJG49- 1999中已明確規(guī)定。
目前，各單位實(shí)際使用的活塞壓力計(jì)，一般情況下 是壓力計(jì)的下端面低于壓力表的指針軸。為了消除這 個(gè)影響帶來(lái)的附加誤差，可以采取兩種解決方法:①制 造一個(gè)專用的轉(zhuǎn)換接頭，將壓力計(jì)活塞安裝其上，提高 活塞下端面高度，使活塞工作時(shí)，其下端面正好與壓力 表指針軸處在同一水平面上;②進(jìn)行液柱高度差修正。 壓力修正值A(chǔ)p按公式Ap = Pgh (Pa)計(jì)算。(P為工作介 質(zhì)的密度，kg/n3; g為檢定地點(diǎn)重力加速度，m/s2； h為 被檢表中心軸與活塞下端面的高度差，m。）
如被檢精密壓力表指針軸高于活塞下端面，Ap取 正，反之取負(fù)。
3.其它因素影響引起的誤差
1)由于工作介質(zhì)不同引起的介質(zhì)誤差。例如常壓 下空氣的密度為1. 2 kg/n3，而變壓器油在20 C時(shí)的密 度為860 kg/n3，兩者的差距有七百多倍。所以，空氣柱 在彈簧管中的壓力誤差可以忽略不計(jì)，而油液柱在 彈簧管內(nèi)的壓力誤差則不可忽略。資料表明，用空氣與變壓器油分別作介質(zhì)的結(jié)果比較,對(duì)測(cè)量上限為 0.25 MPa的精密壓力表的平均值,其相對(duì)誤差達(dá)到 0. 82%,對(duì)測(cè)量上限為1M Pa的壓力表達(dá)到0. 22%,對(duì) 測(cè)量上限為2. 5MPa的壓力表則達(dá)到0. 12%。因此,在 JJG49- 1999檢定規(guī)程中明確規(guī)定:對(duì)測(cè)量上限不大于 0.25 MPa的精密表,工作介質(zhì)應(yīng)為清潔的空氣或無(wú) 毒、無(wú)害和化學(xué)性能穩(wěn)定的氣體。對(duì)測(cè)量上限值不大于 2. 5MPa、用于測(cè)量氣體的精密表,實(shí)際檢定時(shí)也用氣 體作工作介質(zhì)。
2）由于耐振壓力表加了阻尼介質(zhì),必要時(shí)應(yīng)考慮 阻尼引起的誤差并加以修正。
3）檢定時(shí)由于讀數(shù)方法引起的誤差。例如使用精 密表作標(biāo)準(zhǔn)器和一般表比對(duì)時(shí)，由于分辨力的不同,應(yīng) 先讀取一般表的數(shù)值如0. 5MPa,后讀精密表的讀數(shù)如 0. 496M Pa,此時(shí)應(yīng)記錄一般表的讀數(shù)為0. 504M Pa。
4.壓力表選型、安裝需注意的事項(xiàng)
1）壓力表的選用:按工作條牛要求來(lái)選擇最經(jīng)濟(jì)的準(zhǔn) 確度等級(jí)在壓力穩(wěn)定的情況下,應(yīng)選被測(cè)壓力的最大值 是選用壓力表測(cè)量范圍的2/3,在波動(dòng)壓力情況下,應(yīng)選被 測(cè)壓力的最大值是選用壓力表測(cè)量范圍的1/2。
2）壓力表的安裝:①對(duì)于有腐蝕介質(zhì)、高溫介質(zhì)、 壓力變化劇烈的情況下的測(cè)壓,均應(yīng)采取一定的保護(hù)措施;②安裝位置應(yīng)符合安裝狀態(tài)要求,無(wú)論軸向壓力 表還是徑向壓力表,表盤都應(yīng)該呈垂直狀態(tài),避免游絲 失去對(duì)齒輪間隙的控制作用；③安裝位置的高低和照 明應(yīng)當(dāng)適度,以便滿足工作人員的觀測(cè);④儀表的安裝 處與測(cè)定點(diǎn)之間應(yīng)盡量短,以免指示遲緩，同時(shí)還要保 證管路密封,不應(yīng)有泄露現(xiàn)象。
3)使用、保管及運(yùn)輸時(shí)的注意事項(xiàng):①壓力表在工 作時(shí),應(yīng)處在正常的工作狀態(tài),在被測(cè)壓力均勻緩慢變 化時(shí)測(cè)量,以保證滿足允許基本誤差;②儀表在測(cè)量有 因?yàn)楦g、波動(dòng)壓力、高溫介質(zhì)、受振動(dòng)影響而加附加 裝置的,不應(yīng)產(chǎn)生附加誤差,否則應(yīng)考慮修正;③專用 的特殊儀表,嚴(yán)禁做其它使用,更嚴(yán)禁一般壓力表作特 殊介質(zhì)的壓力測(cè)量(如氧氣表只能用作測(cè)量氧氣介質(zhì) 的場(chǎng)合)；④使用中的各種壓力表應(yīng)經(jīng)檢定合格,有未 超期的證書(shū)或標(biāo)識(shí);⑤必須有完整的檢定封印,儀表表 殼應(yīng)能保護(hù)內(nèi)部機(jī)件不受污穢和機(jī)械損傷,不將封引 取掉,不能觸及儀表內(nèi)部機(jī)件;⑥儀表在運(yùn)輸時(shí),應(yīng)將木 盒或紙盒裝入干燥潔凈^有防震物質(zhì)的包裝箱內(nèi),對(duì)精密 壓力表最好用海綿將指針固定，以防止運(yùn)輸中損傷。
總之,彈簧管式(精密)壓力表誤差產(chǎn)生的因素很 多。但是只要在使用、保管及運(yùn)輸中正確處理就可以排 除一些外界因素影響;在檢定中認(rèn)真測(cè)量、分析并準(zhǔn)確 地對(duì)已定因素進(jìn)行修正,就可達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)量的目的。
