壓力表上限允差的再認(rèn)識(shí)及建議
工作用壓力表（以下簡稱壓力表”的測量上限允 許誤差是否降級(jí)，在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和檢定規(guī)程規(guī)定中，長期 存在分歧。2000年，經(jīng)壓力標(biāo)準(zhǔn)化專業(yè)委員會(huì)和壓力計(jì) 量專業(yè)委員會(huì)共同協(xié)商，對(duì)壓力表的測量上限允許誤差 重新作了規(guī)定：將允差降級(jí)范圍由上限刻線位置（一點(diǎn)） 改為測量范圍90% 400%區(qū)域內(nèi)。上述規(guī)定消除了產(chǎn)品 標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)量檢定規(guī)程的分歧，為壓力表生產(chǎn)和檢定測試 提供了一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
但上述規(guī)定也存在一定的問題：
1.上限允差降級(jí)由一個(gè)點(diǎn)改為一個(gè)區(qū)域缺乏理論 依據(jù)。壓力表測量誤差采用引用誤差方法，用彈性元件 制作的壓力表，在上限部分其測量準(zhǔn)確度優(yōu)于該表測量 范圍的其他部分，為什么還降級(jí)？應(yīng)給予理論說明。
2.經(jīng)上述改進(jìn)后，其配套的實(shí)施辦法要及時(shí)跟進(jìn)， 否則將給檢定規(guī)程的制定和檢定工作增加不必要的麻 煩。例如，對(duì)兩個(gè)允差要求不一樣的區(qū)域，檢定點(diǎn)的選擇 是否增加90%FS點(diǎn)，且如何保證檢定點(diǎn)的均勻分布，都 應(yīng)該給予明確說明。
3.允差降級(jí)由一個(gè)點(diǎn)改為一個(gè)區(qū)域后，使上限允許 誤差的表述更加復(fù)雜。以測量范圍為100格分度、1.6級(jí) 壓力表為例，當(dāng)被測量小于90%FS時(shí)，允差按1.6級(jí)計(jì) 算；當(dāng)被測量大于90%FS時(shí)，允差應(yīng)按2.5級(jí)計(jì)算；當(dāng)被 測量等于90%FS時(shí)，允差如何計(jì)算，特別是檢定誤差為 2%時(shí)，按1.6級(jí)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定，該點(diǎn)超差不合格；按2.5級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 評(píng)定，該點(diǎn)超差合格，客觀上形成檢定結(jié)果不唯一，這是 檢定工作的大忌。為此應(yīng)注明：當(dāng)被測量等于90%FS時(shí)， 允差范圍應(yīng)為-1.6%4.5%。
4.根據(jù)計(jì)量儀器的測量范圍定義：測量儀器的誤差 是處在規(guī)定極限內(nèi)的一組被測量值。嚴(yán)格地講，上限允 差降級(jí)由一個(gè)點(diǎn)改為一個(gè)區(qū)域后，使壓力表標(biāo)稱范圍內(nèi) 存在兩個(gè)不同允差要求的測量范圍。盡管有的儀器儀 表由于設(shè)計(jì)原理、工藝條件、制作材料等方面的原因，存 在低量值、中間量值、高量值部分允差要求不一樣的現(xiàn) 象（例如熱工儀表），但對(duì)于量大面廣、使用時(shí)間久遠(yuǎn)的 壓力表來講，沒有這個(gè)必要。
上述一些表面上合理但經(jīng)不起推敲的問題，大部分 人認(rèn)為是個(gè)問題，但不重要或可忽略。對(duì)上述問題的深 入討論，也遭到一些人的質(zhì)疑，認(rèn)為對(duì)于低準(zhǔn)確度的工 作用儀表來說，沒必要小題大做。
筆者認(rèn)為，任何儀表的技術(shù)指標(biāo)確定都應(yīng)具有理論 的正確性、科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性和實(shí)施的可行性。當(dāng)前應(yīng)用測 量邊界允許誤差單向性理論做指導(dǎo)，采取必要的技術(shù)措 施，完全可以克服上述不足。現(xiàn)敘述如下：
討論壓力表上限允差降級(jí)的問題，首先要認(rèn)識(shí)上限 及允差的性質(zhì)。壓力表測量上限（包括下限）是計(jì)量儀器 測量范圍的邊界，而邊界是自然界普遍存在的現(xiàn)象。它 規(guī)定了對(duì)某個(gè)條件‘是”和‘非”的界限，根據(jù)邊界的界定 規(guī)定，要求被測量值（包括指針指示或數(shù)字顯示）在宏觀 上不許超越邊界。由此導(dǎo)出測量上限的正誤差在客觀 上是不允許的，在測量中一旦出現(xiàn)正誤差，則視為檢定 不合格。這種現(xiàn)象上升到測試?yán)碚摚纬蓽y量邊界允許 誤差單向性理論。該理論在精密壓力表0_300分格的指 標(biāo)中得到明確印證，檢定規(guī)程規(guī)定：被檢精密壓力表在 上限的壓力下，指針位置應(yīng)在297^300格，該規(guī)定顯然 已包括測量上限誤差在內(nèi)，因此，檢定中出現(xiàn)的指針指 示在300.1格也視為檢定不合格。
前文中敘述的當(dāng)被測量等于90%FS時(shí)，允差范圍應(yīng) 為-1.6%^.5%，是這樣推導(dǎo)的。在0~90%范圍，90%FS為 測量上限，只允許負(fù)誤差-1.6%存在；在0~90%范圍， 90%FS為測量下限，只允許正誤差2.5%存在。因此得出 上述結(jié)論。
測量邊界允許誤差單向性理論給計(jì)量儀器的制造、 檢定和測量帶來一定局限性，人們一直采用各種方法克 服其影響，目前，比較成熟的方法有延展刻度法、示值框 法、自動(dòng)校零法等。當(dāng)然，擴(kuò)大上限負(fù)誤差范圍也是其中 的一種（前例中，上限指針位置在297^300格，而不是0.4 級(jí)精密壓力表允差的?.2格）。應(yīng)該說，工作用壓力表仿 效精密壓力表的方法采用上限允差放大的方法有其合 理的一面，但它沒有注意到測量邊界允許誤差單向性現(xiàn) 象，將測量上限的正誤差也規(guī)定在降級(jí)范圍，由此引起產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和檢定規(guī)程長達(dá)幾十年的爭論。
延展刻度法是在測量范圍上、下限外側(cè)增刻一定數(shù) 量的刻度，其實(shí)質(zhì)是將邊界刻度變?yōu)橹虚g刻度，從而克 服測量邊界允許誤差單向性的影響。目前,長度、溫度、 電學(xué)等儀表的邊界處理多采用此方法。延展刻度法實(shí)施 原則和刻線數(shù)量已有專文論述，在此不再贅述。
示值框法是將測量范圍的邊界及其理論允差范圍 制成示值框，測量時(shí)只要指針處于示值框內(nèi)即為合格。 示值框法是延展刻度法的一種簡易形式。壓力儀表中的 血壓表的零點(diǎn)限采用此方法。對(duì)于工作用壓力表來說因 其準(zhǔn)確度低,將影響其表盤的外觀形象。以2.5級(jí)壓力表 為例,其允差范圍為d2.5%FS，如果壓力表的上、下限均采用示值框法，不論將示值框制成實(shí)心框還是空心框， 都將使壓力表的表盤顯得很難看。因此除非必要，壓力 表的邊界處理不采用此方法。
綜上所述，筆者建議在現(xiàn)有的壓力表生產(chǎn)的基礎(chǔ)上， 利用延展刻度法對(duì)壓力表的表盤進(jìn)行簡單的改造，在設(shè) 計(jì)壓力表表盤時(shí)，在壓力表測量范圍上、下限外側(cè)增刻一 刻度。其刻線位置與該表的理論允許誤差要求一致。
壓力表經(jīng)上述改造后，不但較好地解決了前述問 題，而且?guī)缀醪挥绊懍F(xiàn)有壓力表的生產(chǎn)，同時(shí)也使壓力 表的技術(shù)水平和生產(chǎn)水平得到了較大提升，是一個(gè)比較 好的方案。
