壓力表現(xiàn)場校準環(huán)境影響因素試驗研究
通過設計并實施一系列環(huán)境試驗，分析得到了典型被校壓力表與數字壓力計在不同溫濕度環(huán)境下的 環(huán)境影響，為壓力現(xiàn)場校準數據修正提供依據和參考，提高現(xiàn)場壓力校準的準確度和可靠性。
0.引言
壓力是實際應用量最大、涉及面最廣的工程計量 參數，壓力儀表也被廣泛應用于國防軍事各個領域。 為滿足應急計量保障需求，壓力儀表現(xiàn)場校準是大勢 所趨。由于脫離實驗室環(huán)境，現(xiàn)場校準存在一定問題: 一是測量標準其自身的準確度會受影響，缺乏對標準 在現(xiàn)場環(huán)境下的適應性評判；二是沒有考慮到被測壓 力儀表現(xiàn)場環(huán)境影響，容易造成對檢定結果的“誤判”， 使現(xiàn)場校準存在很大風險。
針對以上現(xiàn)場校準問題，根據現(xiàn)場實際情況選擇 了主要環(huán)境影響因素，對典型的被校壓力儀表和壓力 標準進行了一系列試驗，并對試驗數據進行分析，意 在找出現(xiàn)場環(huán)境對被校壓力儀表和壓力標準的影響， 為壓力現(xiàn)場校準提供依據和參考，提髙現(xiàn)場壓力校準 的準確度和可靠性。
1.環(huán)境參數設計
通過調研現(xiàn)場校準實際環(huán)境（比如典型的艦船上、機庫內、沙漠區(qū)等），特設計以下幾組環(huán)境參數：①在 -10~50t溫度范圍內選取6個溫度點（-10，0，10， 20 , 35 , 50 T)進行溫度環(huán)境試驗；②在30% ~ 95%賺 范圍內選取3個濕度點(30%，60%, 90%)進行濕度環(huán)境 試驗；③溫釀驗，綜誠驗參數的選擇見表1。
2.被試樣品的選擇
通過調研發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場校準的壓力儀表80%以上為 彈性元件式一般壓力表，并且大多采用數字壓力計作 為壓力標準，所以本項目選用典型的一般壓力表和數 字壓力計作為被試樣品進行環(huán)境試驗。
2.1壓力表的選擇
對壓力表進行選擇時，考慮以下幾個因素：①量 程：選擇40 MPa和16 MPa的液體介質壓力表（現(xiàn)場使 用的壓力表中，小于40 MPa的液體介質壓力表占80% 以上）；②準確度：選擇1.0級(部分1.5級）的壓力表 (考慮到壓力表的準確性，并便于進行環(huán)境影響分析）; ③敏感元件：為C形的彈簧管壓力表；④彈簧管材料: 選擇銅和不銹鋼兩種常用材料的壓力表(考慮到不同材 料的環(huán)境影響不同）;⑤表盤尺寸：選擇常用的100 mm 外殼公稱直徑表盤的壓力表；⑥安裝形式：選擇徑向直 接式安裝壓力表，接頭尺寸為M20X1.5。據此，共征集 4個廠家的32塊壓力表進行環(huán)境性能試驗。
2.2數字壓力計的選擇
根據所選壓力表的量程，選取25 MPa和60 MPa 兩種量程的數字壓力計，準確度等級選擇常用的0.05 級，共征集了 2個廠家的8個數字壓力計（每個量程2 塊)進行環(huán)境試驗。
3.試驗過程
本試驗需要用到的設備包括：溫濕度試驗箱、油 介質活塞式壓力計以及輔助設備引壓導管、壓力表安 置平臺等。
每一個壓力表均勻選取4個壓力點進行測試，數字 壓力計均勻選取9個壓力點進行測試，在每一個試驗環(huán) 境點，均定溫2 h后進行正反三個行程的數據測試。
4.試驗數據的分析處理
經過為期半年左右的環(huán)境試驗，得到了每塊壓力 表和數字壓力計的17組數據，參照型式評價大綱中有 關環(huán)境溫度影響的分析，將壓力表和數字壓力計的每 個壓力點的示值誤差與溫度、濕度及溫濕度綜合之間 的關系，繪制成曲線圖。
4.1壓力表溫度影響試驗數據分析
此次試驗在-10 ~50 t溫度范圍內進行，壓力表 共32塊，溫度影響量平均值見表2。從表2可以看出， 不同量程的溫度影響量平均值比較一致，且銅材質較 不銹鋼材質溫度影響小。因此，在-10 ~ 50 T內所測 彈簧管壓力表的壓力值可以參考總平均值0. 0242%/^ 修正到20=10時的壓力值。
根據JJF 1415 -2013《數字式壓力計型式評價大 綱》計算溫度系數尺的平均值，見表3,從表3可以看 出：不同量程、兩種材質的溫度系數，平均值均小于 JJF 1415 -2013 中 0.04%/r 的要求。
4.2壓力表濕度影響試驗數據分析
某16 MPa壓力表的濕度影響曲線圖如圖2。
共試驗32個壓力表樣品，在30% ~ 95%濕度范圍 內，其中26個樣品均滿足示值誤差的要求，6個樣品 超差，通過數據分析，樣品超差與濕度變化關系不大。 所以壓力表在不同濕度下所受影響不大。
4.3壓力表溫濕度綜合彩響試驗數據分析
某16 MPa壓力表的溫濕度綜合影響曲線圖如圖3。 圖3中，橫軸下方溫度值位于濕度值之上。
32個被試樣品中僅有14個在各種溫濕度環(huán)境條件 下均滿足示值誤差要求，不同量程壓力表之間沒有明 顯區(qū)別；相同溫度下，濕度越大，示值誤差越大；相 同濕度下，溫度越高，示值誤差越大；不合格數據集 中在（50^, 60% RH) , (50T, 95% RH)的溫濕度情 況下，所以在髙溫髙濕環(huán)境條件下，校準壓力表存在 一定的風險。
4.4數字壓力計溫度影響試驗數據分析
某25 MPa數字壓力計的溫度影響曲線圖如圖4所示。
由于所試驗數字壓力計在-10 ~ 50尤溫度范圍內 進行了溫度補償，8個數字壓力計在-10 ~ 50 t溫度 范圍內，均滿足參考溫度20 <€下示值誤差要求，不需 要考慮JJF 1416 -2013規(guī)范中的“引人的溫度系數修正 項?，并且使用溫度極限范圍也高于規(guī)范規(guī)定的5 ~ 40 T。
4.5數字壓力計濕度彩響試驗數據分析
某25 MPa數字壓力計的濕度影響曲線圖如圖5所示。
所試驗4個60 MPa量程的數字壓力計在30% ~ 95%濕度范圍內，均滿足0.05級的要求。25 MPa量程 較60 MPa量程受濕度影響大，且濕度越大，其示值誤 差越大，所以在60%以上濕度情況下，數字壓力計的 示值受到濕度的影響較大，應對其影響進行試驗，以 確定能否使用。
4. 6數字壓力計溫濕度綜合影響試驗數據分析
某25 MPa數字壓力計的溫濕度綜合影響曲線圖如 圖6。
8個被試樣品中僅有2個（60 MPa)在各種溫濕度 環(huán)境條件下均滿足示值誤差要求；60 MPa量程的數字 壓力計相對于25 MPa量程的受溫濕度影響??；相同溫 度下，濕度越大，示值誤差越大；相同濕度下，溫度 越高，示值誤差越大；不合格數據集中在（35T， 95%)，（50T，60%)，（50T, 95%)的溫濕度情況 下，所以在高溫高濕環(huán)境條件下，使用數字壓力計存 在一定的風險。
5.結束語
在本項目中，通過對典型的壓力表進行環(huán)境試驗, 得到了一些壓力表的環(huán)境影響量變化規(guī)律，尤其是溫 度影響量的總結可為壓力表現(xiàn)場校準修正提供參考, 便于對數據進行合理補償，提高現(xiàn)場校準的準確度； 另外，在高溫高濕環(huán)境條件下，標準和被校儀表的數 據均有明顯影響，避免在高溫高濕情況下開展工作， 對降低現(xiàn)場校準風險具有一定意義，同時這也給數字 壓力計的選擇提供了一定參考，對其防水抗潮性能也 需要進一步觀察。
由于本次試驗量有限，其他不同類型、不同材質、 不同等級的壓力表還有待于進一步細化試驗，擴展試 驗量。溫濕度綜合環(huán)境試驗數據不是單獨環(huán)境的簡單疊加，也不是簡單的線性關系，具體的相關性還有待 于進一步研究。另外，本系列試驗還不能完全的模擬 真實環(huán)境，例如有些高原地區(qū)的低氣壓環(huán)境、某些機 載設備運行中的振動環(huán)境等在本試驗設計中沒有體現(xiàn)。
