壓力表的計量檢定及誤差分析
壓力表是工業生產當中經常使用的一種儀器,現在在工業過程控制和技術測量中使用范圍日漸廣泛。雖然在現代技術的支 撐下,壓力表的精度得到了很大提升,但是誤差仍是難以避免的因素,這會對壓力表的計量結果造成重要的影響,導致誤差出現的主 要原因有儀器設備、人為因素以及測量誤差等方面。
0.引言
當前,隨著數字壓力計量器準確度越來越高,并且操 作相對簡單、對數方便等特點,使得數字計量器具在各個 領域得到廣泛的應用。壓力表是經常使用的一種常見計量 器具,其準確性對設備正常運行有著十分重要的影響,因 此,必須對壓力表進行定期檢定工作。在檢定工作當中,由 于在進行檢定工作時其示值和變動量都是通過估讀方式 得出的,這樣估讀誤差是會產生一定影響,因此對檢定工 作誤差進行研究具有很重要的作用。
1.壓力表計量檢定分析
當前,在對壓力表進行檢定時,采用精密壓力表檢定 一般壓力表。在進行檢定工作當中允許的誤差值不應大于 被檢表允許誤差絕對值的四分之一。在曰常檢定工作當中一般采用0.4級標準壓力表檢定1.6級或者是2.5級的一 般壓力表。在檢定工作當中一般使用無腐蝕性的液體,一 般壓力表需要在(20±5)攝氏度環境下放置兩個小時才可 以進行檢定。檢定工作主要內容分為三個方面。
一是外觀檢査。壓力表的各個部件應該安裝十分牢 固,并且沒有松動現象。在壓力表盤上的各個標志要十分 清晰,指針指示端的寬度不能大于分度線的寬度,并且需 要覆蓋最短分段線長度的1/3以上。
二是對檢査零位。在沒有壓力的狀態之下,帶有止銷 的壓力表,其指針應該緊緊依靠止銷,在沒有止銷的壓力 表當中,指針應該位于零位標志之內,并且零位標志不能 夠超過各準確等級規定的允許誤差絕對值的兩倍。
三是對壓力表示值進行檢定。示值檢定是對壓力表進 行檢定的重要的工作環節。在檢定工作當中需要對壓力表 進行示值誤差、回程誤差以及輕敲位移檢定。對于一般壓 力表我們也通常檢定標有數字的分度線的幾個壓力點,在 進行檢定當中一般都不會少于5個。在進行檢定工作當 中,要逐步平穩的進行升壓工作,并且要對各個檢定點示 值進行檢定。
2.壓力表檢定常見誤差分析
2.1壓力表儀器誤差
在利用比較精密的儀器對一般壓力表進行測量時, 主要會產生三種形式的誤差,具體指的是示值誤差、回程 誤差以及輕敲位移。首先,示值誤差主要指的是壓力表所 顯示的壓力值與被測物體實際壓力值之間存在偏差,這 樣會間接的造成示值計算過程當中會出現誤差,并且得 到客觀、準確的測量數據。在進行測量的過程當中如果使 用S21作為示值誤差,用A表示基本誤差當中所設定的所 允許的誤差絕對值的范圍,那么誤差公式則可以用|S21 | 燮A進行表示。其次,回程誤差指的是在相同的條件下, 被測量值不變,那么計量器具形成方向不同其示值質差 的絕對值,同時也被稱之為滯后誤差,如果使用S22來表 示基本誤差在回程期間所引起的誤差值,用A來表示壓 力表所允許的壓力的絕對值范圍那么回程誤差公式具體可以使| S22 |燮A近代性表示。最后,輕敲位移誤指的是工 作人員在具體工作當中使用手指輕壓壓力表外殼時導致 的示值以及變動量,以對誤差值進行表示,用A來表 示壓力表所允許的絕對誤差值范圍,那么就有輕敲位移 誤差公式:|S23 |燮A/2。
2.2人為誤差
人為誤差指的是在使用精密壓力表時,由于人為因素 造成的壓力表讀數誤差。在進行計算工作當中,這一誤差 經常以分度值的1/10進行計算。在0.4級壓力表最少分格 數為80倍。其對應的誤差公式可依使用|燮0.125%進 行表示。在對壓力表進行檢定的過程當中,由于人為因素 導致的誤差是常見的,也是由于外在因素導致的誤差所占 的比重的最大的。導致這種誤差出現的原因主要包括誤 讀、誤視和誤算。
2.3測量誤算
測量誤算也是導致在進行壓力表檢定當中出現誤差 的重要原因,引起這種誤差出現的主要原因是對計量儀器 擺放不當或者是放置方式不合理引起的。在進行測量的過 程當中,如果將測量器放在不平臺的地方,或者是放置角 度不合理,在進行測量的過程中就容易出現誤差。
3.壓力表檢定中允許基本誤差計算
在對壓力表進行檢定過程中,首先必須對允許的基本 誤差進行計算,之后才能檢定壓力表,以査看檢定壓力表 中的各個點的示值是否超出其所允許的范圍。根據檢定的 規程可以得知,某一精度的壓力表只有一個允許的基本誤 差,而不可能存在有壓力表所允許的多個基本誤差。壓力 表的所允許的基本誤差指的是符合與檢定規程所規定的 精度等級的最大誤差。并且誤差的數值等于儀表測量范圍 與被檢測儀表精度等級的百分號的乘積。在檢定工作當中 壓力表所允許的基本誤差適用于所有的點。因此,可以指 出一塊壓力表也只能允許一個基本誤差,不可能存在有多 個誤差。
以0-6MPa的1.5級壓力表為例,在檢定1MPa和 4MPa的兩點時,其所允許的基本誤差是A=6x (±1.5%) =±0.09MPa,也就是在檢定1MPa和4MPa的兩點,其所 允許的基本誤差為±0.09MPa。在進行鑒定時,在確定基 本誤差的過程中,不能使用1 x(±1.5%) =0.015MPa,4x (±1.4%) =±0.06MPa的計算方法,也不能將其作為在檢定 1MPa和4MPa兩個點時所允許的基本誤差。
4.壓力表檢定中數值的正確讀取
在進行壓力表的表盤的制作當中,根據相關的制作要 求,壓力表的刻度盤應該按照順時針的方向進行分度,數 值、表現間分度值應取偶數或者是取5的倍數。根據在壓 力表制作中對刻度盤的具體要求,不同的壓力表其所負責 測量的范圍有著嚴格的區別,這也使分度盤上的分度值也 是不同的,因此,在進行壓力表檢定工作時,對最小分度值 的讀數也是不一樣的。在進行壓力表檢定工作當中,由于 工作人員誤讀,往往會導致在壓力表檢定當中的誤差,進 而使計算結果出現偏差,使檢定工作失敗。在對檢定壓力 表示值進行讀取時,根據相關規程規定,讀數應該具體讀 到1/10分格。根據壓力表表盤刻度的要求,在對壓力表的
示值進行讀取時會面臨三種情況:
首先,在對檢定表示值進行讀取的過程中,當壓力表 刻度盤的最小分度值出現1的數字時,例如1,0.1等時, 在讀取壓力表刻度盤最小分度值的1/10時,最后一位可 以出現從0到9的數字,0到60MPa的壓力表,其最小刻 度盤的分度值是1,最小分度值的1/10是0.1,因此在對壓 力表的示值進行估讀到的小數點后一位可以出現0到9 的數字,例如2.2,11.1,30.9等等。
其次,在對壓力表刻度值的最小分度值出現2的數 字時,在讀最小分度值1/10時,最后一位只能夠出現偶 數,并且不能出現奇數,在對1到10MPa的壓力表進行 檢定過程當中,如果其最小的分度值是0.2,那么最小分 度值的十分之一就是0.02,因此,在對壓力表進行檢定時 示值應該估讀到小數點之后的兩位,并且在進行估讀的 時候只能出現偶數,不能出現奇數,例如0.82、4.24、9.22 等等。
最后,在進行示值讀取,在壓力表刻度盤最小分度值 出現帶5的數字時,在讀取最小的分度值1/10時,最后一 位出現的只能是0和5兩個數字,而不能出現其他的數 字。在0-1MPa的精密壓力表,其最小的分度值是0.005, 這樣最小分度值的十分之一就是0.0005,在對示值進行估 讀的過程中,估讀數要到小數點后四位,并且只能是0或 者是5兩個數字,例如,0.2535,0.9525等等。
在上面所提到的三種讀數情況,在一般情況下被稱之 為壓力表的讀數工作,并且適用于在精密壓力表和工業壓 力表的示值的讀取,這也是每一個壓力表檢定工作人員所 必需掌握的規則,在進行檢定讀數時要嚴格遵循讀規則, 在進行檢定中,壓力表的估讀值是已經確定的,在有的壓 力表估讀數值時任意增加或者是任意減少小數點后面的 位數,例如上文中多提到的在進行0到60MPa的壓力表 讀數時,將11.1讀成11.15,采用這種讀法雖然在后面又 增加了一位,提高了精度,其實事實并非如此。在進行讀數 11.1中的0.1已經是估計數,而11.15也是估計數,但是, 在0到60MPa的表盤上5這個數字是無法在刻度盤上讀 出來的,因此,也是虛假無效的,這相當于在讀數的過程當 中,將0.1作為準確的數字,而實際上0.1是估讀的,這樣 在進行壓力表檢定時就會出現誤差,不會提高精度。因此, 在對示值進行讀取時,要嚴格遵循相關規程的規定,避免 畫蛇添足。
5.結語
壓力表的計量檢定工作是一項基礎性的工作,并涉及 到工業生產、科學研究等國民經濟和社會發展諸多領域。 在對壓力表進行計量檢定工作當中,要秉持著客觀公正、 嚴謹、細致的態度,這樣才能夠為社會主義現代化建設提 供強有力的保障。
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