淺析壓力表的計量檢定及誤差評定
壓力表的準確檢定具有非常重要的意義。針對壓力表檢定及其誤差分析進行了研究,分析了壓力表檢定儀器的選擇標準,給出了壓力表檢定的 —般步驟,在此基礎(chǔ)上給出了誤差評定分析方法。論文研究的內(nèi)容對實施壓力表檢定具有一定的指導意義。
壓力表是:種常見的測壓儀表,在石油、化工、冶金、能源、環(huán) 保等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用,如果壓力表指標不符合要求,不僅影響 企業(yè)經(jīng)濟效益,甚至會造成安全事故的發(fā)生。力表是檢測壓力的主 要檢測工具,為確保壓力測量的準確性,必須按照一定的準則對壓力 表進行定期檢定。世界各個國家都對壓力表檢定制定了嚴格的標準。 檢定工作的實質(zhì)就是將國家基準傳遞到具體不同種類的工作壓力表 中,在傳遞過程中,要遵守一定的規(guī)則及標準。壓力表的檢定經(jīng)歷了 手動檢定到自動檢定的發(fā)展過程,本文針對手動檢定壓力表方式,分 析了壓力表檢定儀器一般選擇標準,給出了壓力表檢定步驟,在此基 礎(chǔ)上,給出了誤差評定方法。
壓力表的應(yīng)用十分廣泛,被普遍應(yīng)用于工業(yè)及科研領(lǐng)域。沍力表 可以分為精密壓力表、遠傳壓力表、抗震壓力表、常規(guī)壓力表、隔膜 壓力表及耐腐蝕壓力表等。
按直徑分類。
按壓力表的直徑分,可以分為:f 40壓力表、f 60壓力表、f 100 壓力表、f 150壓力表、f 200壓力表及1" 250壓力表等。
按安裝結(jié)構(gòu)。
按結(jié)構(gòu)可以分為:直接安裝壓力表、嵌入式壓力表、凸裝壓力表 等。直接安裝壓力表又可以分為徑向直接安裝和軸向直接安裝;嵌入 式壓力表、凸裝壓力表是指帶有安裝環(huán)。
按量程及量域。
量域分為正壓量域及負壓量域,在正壓量域內(nèi)有可以分為威壓量 程、低壓量程、中壓量程、高壓及超高壓量程,在每個量程內(nèi)可以劃 分出不同的測量范圍,因此對應(yīng)的壓力表也就有不同的型號。在負壓 量域內(nèi)又有不同的量程壓力表。
按精度等級分類。
按壓力表精度等級可以分為4級、2. 5級、1.6級、1級、0.4級、
25級、0. 16級和0. 1 級。
(~) 一般壓力表檢定。
在一般壓力表檢定過程中,本文選取彈簧式壓力表作為分析對 象,給出一般壓力表檢定儀器選擇標準。彈簧式壓力表是最常用,也 是最重要的計量儀器之一。在對彈簧式壓力表進行檢定時通常采用精 密壓力表,然而在實際檢定工作中,往往出現(xiàn)選擇不準確的現(xiàn)象,給 檢定工作帶來了一定隱患。
檢定儀器選擇依據(jù)。
在進行一般壓力表檢定時,要按照《JJG52-1999彈簧式一般壓力 表、真空表和壓力真空表檢定規(guī)程》來執(zhí)行,在被選擇的標準儀器其 測量允許誤差絕對值不大于被檢定樂力表的1/4,再者,根據(jù)相關(guān)計量 資料,對于在周定或均勻變化的負荷下,標準儀器應(yīng)該在儀表測量上 限的1/3-1/4范圍內(nèi)進行檢定。
檢定儀器選擇方法。
標準壓力表選擇通常分兩步進行:首先計算出待檢定壓力表 允許誤差的絕對值,并計算出允許誤差絕對值的1/4,即標準壓力 表的允許誤差的絕對值。然后,將得到的標準壓力表允許的絕對 誤差除以測量上限得到標準壓力表的等級。例如,對于測量范圍 為(0-4MPa)、等級為1.6級的壓力表,其標準壓力表選擇步驟為: 首先選擇標準壓力表測量上限,根據(jù)待檢定壓力表的測量范圍, 可以選擇標準壓力表測量范圍為(0-6MPa)。其次確定標準壓力表 的精度等級,根據(jù)標準壓力表選擇方法,我們可以得到,待檢定 壓力表允許誤差的絕對值為K%x4 = aG64MPa,標準壓力表允許
的絕對誤差值為a064xl/4 = a016Mpa,因此標準伍力表的等級為
016/6xl00% = 0.27%,根據(jù)壓力表常見等級系列,可以確定最終標 準壓力表等級為0.25級。下面給出了一些普通壓力表檢定時標準壓力 表選擇規(guī)范:
檢定2. 5級及其以下壓力表。在對2. 5級及其以下壓力表進行 檢定時,通常選擇測量上限比其大一規(guī)格的0. 4級精密儀器作為標準檢 定儀器。例如:在檢定等級為2. 5級、測量范圍為(0-1. 6MPa)的壓力表 時,應(yīng)該選擇等級為0.4級,測量范圍為(0-2. 5MPa)的精密壓力表作為 標準測量壓力表。
檢定1.6級及其以下壓力表。在對1.6級及其以下壓力表進行 檢定時,應(yīng)該選擇比其測量量程大一規(guī)格其精度級別為0. 25級的精密 儀器作為標準檢定壓力表。
3.檢定步驟。
—般壓力表檢定步驟包括:外觀檢查、檢查零位及示值檢定。
外觀檢查。主要檢查壓力表的零位部件是否安裝牢固、是否出現(xiàn) 松動現(xiàn)象<=檢查分度盤是否標有制造單位、產(chǎn)品名稱、精度等級及出 廠編號等,檢查壓力表表面是否透明,表盤標志是否清晰可辨。
零位檢查。檢查在沒有壓力的情況下,對于帶有指針銷的壓力 表,指針是否緊靠指針銷;對于沒有指針銷的壓力表,零位是否位于 零位標志處,檢查零位標志是否超過精度等級允許誤差絕對值的2被。
示值檢定。示值檢定主要對示值誤差、回程誤差及輕敲位移進行 檢定。檢定時,要按照平穩(wěn)升壓的原則,對各個檢定點的示值進行檢 定,在檢定過程中,觀察指針是否出現(xiàn)了跳動、卡住的現(xiàn)象,然后平 穩(wěn)的降壓,觀察對于回程誤差是否大于允許誤差絕對值。在對檢定點 進行升壓及降壓檢定時,要輕輕地敲擊表殼,觀察在敲擊表殼時,指 針位移變動量是否大于絕對值誤差的1/2。在檢定過程中,要注意不能 調(diào)整壓力表,等到檢定結(jié)束后,在檢查零位點是否符合要求,及在沒 有壓力負荷的情況下,對于帶有指針銷的壓力表,觀察指針是否緊靠 指針銷;對于沒有指針銷的壓力表,觀察零位是否位于零位標志處。
(二)精密壓力表檢定。
對于彈簧式精密壓力表檢定,通常釆用標準火速式壓力計作為標 準壓力表,在檢定過程中要按照國家計量規(guī)程《JJ49-1999彈簧管式精 密壓力表和真空表檢定規(guī)程》。
精密壓力表檢定常見的問題。
零點超差。這是因為由于彈簧管的彈性在經(jīng)過一定次數(shù)的使用后 出現(xiàn)了失效,導致彈性遲滯,此外,彈性元件材料的疲勞強度下降也 會造成零位超差現(xiàn)象的發(fā)生。
示值前后快慢不同。在檢定過程中,有時候誤差會出現(xiàn)不隨著 壓力的增加成比例的增加或減小,而是由正值走向負值,或有負值走 向正值。
輕敲移位超差。在檢定過程中,輕輕敲擊表殼,指針應(yīng)該先順 時針跳動,造成輕敲位移超差的原因可能由于元器件之間的磨損、裝 備不良、零件安裝松動等。
(三)特殊壓力表檢定
氧氣、乙炔氣壓力表檢定。
對于氧氣、乙炔氣壓力表其結(jié)構(gòu)與普通彈簧式壓力表結(jié)構(gòu)相同, 因此檢定過程基本一致。由于氧氣、乙炔氣壓力表工作的介質(zhì)為特殊 氣體,在檢定工程中要釆取合理措施,避免爆炸事故發(fā)生,特別是禁 止油的使用。
帶檢驗指針的壓力表檢定。
對于帶檢驗指針的壓力表,在檢定其壓力示值是,示值指針帶 動檢驗指針儀器上升,當壓力下降時,驗證指針就會停留在最大壓力 處,這表明,設(shè)備某一時段最大壓力值。在對這種壓力表進行檢定時,應(yīng)該將驗證指針放置到水平位置處,然后輕輕敲擊表殼,觀察驗 證指針是否發(fā)生移動,然后施加壓力,觀察示值指針是否和驗證指針 同時上升,在此過程中,不需要輕輕敲擊壓力表表殼。
在一般壓力表檢定過程中,往往出現(xiàn)檢定誤差,通過分析,我們 可以看出檢定誤差出現(xiàn)的主要原因有:待檢壓力表誤差成比例增加或 減少,待檢壓力表指針快慢不同,指針不能回零,輕敲位移。針對一 般壓力表評定誤差不確定度確定,本文給出具體評定方法為:
將待檢壓力表安裝在活塞壓力計接口上,利用專用砝碼產(chǎn)生標 準壓力值。
選擇3臺同類型的待檢壓力表,每臺壓力表在不同的待檢點連續(xù) 測量20次,分別計算單次實驗的標準誤差。
待檢壓力表示值估讀產(chǎn)生的不確定度評定。按照規(guī)定,估讀到 分度的1/5,并按均勻分布處理。示值估讀誤差按B級標準評定。
待檢溫度與標準溫度引起的不確定度評定。通常,檢定壓力表 的標準溫度為(20±50C),當檢定環(huán)境溫度與標準溫度相差比較大時,產(chǎn)生溫度誤差(不確定度),其誤差按均勻分布處理。
輸入量的不確定度評定,其主要有待檢壓力表測量的重復性、 輕敲位移及示值估讀誤差引起的,并按A類評定方法評定。
本文就壓力表檢定及誤差評定問題進行了分析研究,給出了一 般壓力表及精密壓力表檢定儀器選擇標準、檢定方法及檢定步驟,并 分析了如何檢定特殊壓力表,在此基礎(chǔ)上,給出了壓力表檢定誤差分 析。論文的研究內(nèi)容對壓力表檢定工作具有一定的指導意義。