对弹簧管式一般压力表的缩格及其意义的认识
一、缩格
1.缩格概念
所谓缩格,顾名思义,就是缩小分度格,起缩小分 度格作用的那一部分就叫缩格,分度格缩格后余下的 部分就是在刻度盘上看到的靠近止销(刻度盘零位) 的左上方第一个异于其他分度格的小分度格。
也就是说,在压力表实际零位到测量上限的整 个测量范围内,刻度盘的分度格都是均匀的,与胡 克定律相一致,只不过在刻度盘第一个分度格处进 行了缩格,将第一个分度格的分度值分为两部分: 一部分是止销(刻度盘零位)到其左上方第一个小 分度格这部分,它的大小在数值上=分度值-缩格; 另一部分就是从刻度盘上看不到的缩格,它的具体 位置在刻度盘止销右下方,从止销(刻度盘零位)到实 际零位这部分,它的大小在JJG52-2013《弹性元件式 一般压力表、压力真空表和真空表检定规程》中这样 规定:缩格应不超过压力表允许误差的绝对值。在这 里JJG52-2013中没有给出缩格的具体数值,只是给 了一个范围,只要小于或者等于压力表的允许误差绝 对值即可。通过选取不同厂家、不同准确度等级以及 不同测量范围的压力表做实验,得出一个结论:缩格= 压力表允许误差绝对值。由此也就知道了规程为什么 规定“在通大气的情况下指针必须紧靠止销”,因为此 时止销零位恰是实际零位的最大允许误差点,不这样的话,实际零位和其他各点的误差都会超差,所以检 定时遇到指针没有紧贴止销的情况,必须对该压力表 进行示值误差调整,使其指针紧贴止销,防止各点误 差超差。
另外,假设缩格小于压力表允许误差绝对值的 话,只要指针到止销的距离加上缩格不超过压力表允 许误差绝对值就可以了,规程中“在通大气的情况下 指针必须紧贴止销”这一规定就多余了。所以由“缩格 应不超过压力表允许误差的绝对值”和“在通大气的 情况下指针必须紧靠止销”这两句话也可以判定:缩 格=压力表允许误差绝对值。
2.缩格(压力表允许误差绝对值)的计算方法
(1)缩格在整个测量范围内的具体数值计算方法 JJG52-2013里规定:缩格(压力表允许误差绝对值)等于测量范围与准确度等级的百分数的乘积。
(2)缩格在整个刻度盘标度角所占角度计算方法 这种计算方法是前一种计算方法的延伸,即把刻度盘上的标度角270。作为压力表的测量范围,则由上 面缩格计算方法可知,缩格角度是测量范围270。与准 确度等级的百分数的乘积。各准确度等级的压力表的 缩格角度如表1所示。
表1各准确度等级的压力表的缩格角度
经过详细计算,发现这两种表示缩格的方法是殊 途同归,即用这两种方法得到的缩格在分度值里和在 分度格所占角度里的比例相等。
3.缩格在刻度盘上的表现 如果用a代表缩格,即压力表允许误差绝对值,b 代表缩格后的分度格余下部分的数值,c代表该压力 表的分度值,那么如果它们之间的关系为a+b =C时,说 明这种表的缩格比分度值小,在刻度盘上的表现就是 止销(刻度盘零位)左上方第一个分度格比其他分度 格小,但总分度格格数不少。如上面所举的例子,准确 度等级为1.6级、测量范围为(0~1 )MPa、分度格总数为 50格的压力表,利用缩格(压力表允许误差绝对值)计 算公式可得a=(1x1.6%)MPa=0.016MPa,由分度值的 计算公式可得 c =(1 ^50)MPa =0.02MPa,b 二a -c = 0
0.004MPa,检定中最常见的还是这种b <a、a<c的压力 表,它们的关系如图1所示(o表示实际零位,o'表示刻 度盘零位,以下两图都一样)。
如果它们之间的关系为2c -a=b时,说明这种表的 允许误差绝对值比分度值大,所以缩格要超过一个分 度格,在刻度盘上的表现就是止销(刻度盘零位)左上 方第一个分度格比其他分度格小,并且总分度格格数 少了一个,如测量范围是(0~ 1 )MPa、分度格总数是50 格、准确度等级为2.5级压力表,a=(1 x2.5% )MPa =
025MPa,c = (1 +50)MPa =0.02MPa,b =2c-a=0.015MPa, 只是这种表很少见,它们的关系如图2所示。
如果它们之间的关系为a=c,即6=0时,说明这种 表的允许误差绝对值恰好等于分度值,缩格正好占去 一个分度格,在刻度盘上的表现就是总分度格格数少 了一个,比如,测量范围是(0~4)MPa、分度格总数是 40格、准确度等级为2.5级的压力表a= (4x2.5%)MPa=
1 MPa,c = (4^40)MPa=0.1 MPa,a=c,b=0,在检定工作 中这种表也不多见,它们的关系如图3所示。
二、缩格的意义
1.压力表缩格后,可以提高压力表的零位,避免 弹性后效和弹性迟滞引起的指针不回零现象
弹性后效和弹性迟滞是压力表弹簧管的两大基本特性,它们是压力表产生回程误差和指针不回零位 的根本原因,两者同时存在,互相叠加,而且只能采取有效办法减小,不能彻底消除。
2.压力表缩格后,可以提高压力表的零位,避免 压力表的零点受环境压力的影响
压力表的零点是以大气压力为基准的,即环境压 力、大气压力变化,表压相对要随之变化。同一地方的 大气压力也会因大气的密度、湿度、温度的变化而有 所不同,所以指针在零点时会受到环境压力的影响, 产生不稳定的因素。
众所周知,压力表使用环境恶劣,加上升降压 频繁,久而久之,压力表的弹簧管性能就会降低,从 而导致低压时指针不归零。通常情况下,如果指针调 整不到压力表的实际零位,就会将其报废。但是由于 压力表的最佳使用范围是测量上限的1/3〜3/4,低于 1/3量限的部分,由于相对误差较大,不宜使用,所 以压力表制造中加入缩格这一工艺来抬高压力表 的零位,这样既不影响压力表的正常使用,又减少 了报废的压力表数量,从而做到节能降耗。
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