反校法在壓力表測量中的應(yīng)用
近年來，在彈性元件式壓力表校準(zhǔn)工作中，隨著越來越多的數(shù)字壓力計(jì)被用作標(biāo)準(zhǔn)器，反校法成為一 種新的校準(zhǔn)壓力表的方法并逐漸流行。本文對反校法校準(zhǔn)過程進(jìn)行分析，探討其是否合理，并在實(shí)際使用中提出 建議。
0.引言
彈性元件式壓力表（以下簡稱壓力表）在計(jì)量 工作中應(yīng)用廣泛，其中一般壓力表在工業(yè)測量領(lǐng)域 中是用量最大的壓力計(jì)量器具之一。在各個(gè)壓力 計(jì)量校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室中，對于一般壓力表的校準(zhǔn)工作也 是工作量最大的一部分。如何提高壓力表的校準(zhǔn) 效率，是壓力計(jì)量人員不斷研究的課題。
1.壓力表校準(zhǔn)工作現(xiàn)狀
目前一般壓力表的校準(zhǔn)，常用的標(biāo)準(zhǔn)器主要 有兩種形式：一種是使用活塞式壓力計(jì)作為壓力 源和壓力參考；另一種是使用氣壓栗或液壓栗作 為壓力源，使用精密壓力表或數(shù)字壓力計(jì)作為參考。
活塞式壓力計(jì)是根據(jù)帕斯卡定律、流體靜力學(xué) 平衡原理為基礎(chǔ)進(jìn)行壓力計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)量儀 器。活塞式壓力計(jì)具有準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好等優(yōu) 點(diǎn)。但是，活塞式壓力計(jì)也有它的局限性，活塞式 壓力計(jì)只是固定值的標(biāo)準(zhǔn)壓力發(fā)生裝置，因此并不 能讀取被測器具壓力值。
而精密壓力表和數(shù)字壓力計(jì)是測量器具，使用 精密壓力表或數(shù)字壓力計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器，可以讀取其 測量范圍內(nèi)的任何數(shù)值，因此在校準(zhǔn)工作中比活塞 式壓力計(jì)更具優(yōu)勢。特別是數(shù)字壓力計(jì)，因其讀數(shù) 直觀，使用方便的優(yōu)點(diǎn)近年來被越來越多的用作壓 力校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)器具。
2.反校法概述
在壓力測量過程中，壓力不穩(wěn)定是影響測量結(jié) 果準(zhǔn)確的一項(xiàng)重要因素。除了系統(tǒng)泄露的原因外， 系統(tǒng)液體溫度波動(dòng)等其他物理因素影響也使壓力 很難穩(wěn)定。壓力設(shè)備產(chǎn)生壓力時(shí)，需通過外力改變 介質(zhì)體積，當(dāng)介質(zhì)受壓縮時(shí)，壓力增加，隨之溫度將 升高，停止加壓后，溫度將逐漸降至環(huán)境溫度。所 以在實(shí)際工作中加壓達(dá)到某壓力點(diǎn)后壓力不會(huì)馬 上穩(wěn)定，而是會(huì)下降。同樣在降壓時(shí)，液體溫度降 低，停止降壓時(shí)溫度又將再次與環(huán)境溫度平衡，所 以表現(xiàn)為壓力上升。
使用活塞式壓力計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器時(shí)，活塞處于懸 浮狀態(tài)時(shí)在砝碼的重力作用下緩慢下降，處于下降 狀態(tài)的活塞補(bǔ)償了壓力損失，即使在壓力有損失的 情況，設(shè)定的壓力點(diǎn)看起來也是很穩(wěn)定的。而使用 精密壓力表或數(shù)字壓力計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器，存在的問題 是當(dāng)設(shè)置到某一個(gè)壓力點(diǎn)時(shí)，由于上述因素的影 響，實(shí)際上壓力是在緩慢下降的，標(biāo)準(zhǔn)器壓力設(shè)定 到某個(gè)值后，在一定時(shí)間內(nèi)壓力值下降，直接導(dǎo)致 校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確度受到影響。特別是數(shù)字壓力計(jì) 的分辨率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般壓力表的分辨率，任何壓力 波動(dòng)都能夠通過數(shù)字變化而被直觀的顯示出來，所 以看起來壓力不穩(wěn)定。
為了提高工作效率，數(shù)字壓力計(jì)逐漸替代活塞 式壓力計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器使用，反校法作為一種新的壓 力測量方式逐漸流行。反校法具體操作方法是，在測量一般壓力表時(shí)，不再試圖準(zhǔn)確調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)器到顯 示某一個(gè)目標(biāo)壓力值，而是調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)器的壓力，將 被檢表的指針對準(zhǔn)校準(zhǔn)點(diǎn)的刻度線，此時(shí)讀取標(biāo)準(zhǔn) 器顯示的壓力讀數(shù)，不需等待標(biāo)準(zhǔn)器壓力穩(wěn)定后再 讀被檢表的數(shù)。由于一般壓力表的刻度線相對較 明顯，比較容易分辨。此方法的好處是大大提高校 準(zhǔn)工作效率，減少了讀數(shù)誤差。
3.存在的問題及使用建議
在壓力表的示值誤差檢定上，國家計(jì)量檢定規(guī) 程中明確指出，壓力表檢定時(shí)，加壓至標(biāo)準(zhǔn)器示值， 然后讀取被檢壓力表的示值。而反校法是加壓至 被檢壓力表的某一讀數(shù)時(shí)，讀取作為標(biāo)準(zhǔn)器的數(shù)字 壓力計(jì)的數(shù)值，與規(guī)程方法完全相反。計(jì)量檢定應(yīng) 完全按照國家計(jì)量檢定規(guī)程的要求進(jìn)行實(shí)施，因此 反校法并不適用于壓力表的檢定。
在壓力表的校準(zhǔn)過程中，反校法可以讀取某一 測量點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)示值，而且突破了檢定規(guī)程中規(guī)定的 壓力表估讀分度值五分之一（精密壓力表為十分之 一）的限制，讀數(shù)更精確并且直觀，可以提高工作效 率。需注意的是，因反校法與常規(guī)方法讀數(shù)方式相 反，所以誤差也是正負(fù)相反的。例如測量一般壓 力表的1. 2MPa點(diǎn)，用常規(guī)方法讀數(shù)為1. 208MPa， 如表1所示，而用反校法測量該點(diǎn)，讀作為標(biāo)準(zhǔn)器 的數(shù)字壓力計(jì)為1.1920MPa，如表2所示。因此 在壓力表的校準(zhǔn)過程中，如果使用反校法，則出具 的校準(zhǔn)證書中應(yīng)說明校準(zhǔn)方法，避免誤差計(jì)算 錯(cuò)誤。
另外由于反校法是將被測表調(diào)到目標(biāo)示值后 來讀取標(biāo)準(zhǔn)器的示值，而活塞式壓力計(jì)是固定值的 標(biāo)準(zhǔn)壓力發(fā)生裝置，因此活塞式壓力計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器 時(shí)并不適用此方法。反校法僅適應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)器為 精密壓力表或數(shù)字壓力計(jì)的情況下，由于精密壓 力表與一般壓力表的讀數(shù)方式基本相同，選擇精 密壓力表作為標(biāo)準(zhǔn)器時(shí)并不能體現(xiàn)此方法的 優(yōu)勢。
4.結(jié)束語
綜上所述，反校法不能用于壓力表的檢定。在 壓力表的校準(zhǔn)過程中，如果選用的標(biāo)準(zhǔn)器為活塞式 壓力計(jì)，此方法也不適應(yīng)。只有在標(biāo)準(zhǔn)器選用數(shù)字 壓力計(jì)的情況下進(jìn)行校準(zhǔn)才可使用反校法，并應(yīng)在 出具的校準(zhǔn)證書中說明使用的校準(zhǔn)方法為反校法， 和常規(guī)方法加以區(qū)分。
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