压力表检定中温度对检定结果造成的影响
压力表,是以弹性元件为工作元件,能够测量并显示出测量目标压力数据的仪器,本文通过对弹簧管式压力表构造的简析,进一 步分析各种温度条件状态对压力表检定结果的影响,为压力表在温度条件影响下的检定方法提供数据以及理论方面的参考。
现在被普遍使用在各行各业的压力表主要是弹簧管式压力表,它 属于机械式压力表的一种,由于其结构简单、价格低廉,并且能够对气 体、蒸汽和液体进行测量,因此被各企事业单位所广泛使用。为了确保 弹簧管式压力表的精度准确可靠,须要对其进行适时性的检定。但在 检定过程中,会有多种因素对弹簧管式压力表的检定结果造成影响, 使弹簧管式压力表检定产生误判,温度就是造成这一事件发生的主要 因素之一。
1.压力表的选择标准
根据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7丄1条规定,在进行弹簧管式压力表检定与选择标准用 的精密压力表时,作为标准器的精密压力表最大允许误差绝对值不能 超过被检压力表最大允许误差绝对值的1/4。
2.温度对压力表精度的影响
压力表的检定工作是要求非常严谨、缜密的,检定人员必须做到 检定结果的客观与准确,这是一项应该引起检测部门和检定人员重 视的工作。JJG49-2013《弹性元件式精密压力表和真空表检定规程》 中第7.1.3条明确规定,精度等级为0.1、0.16、0.25级的精密虽力表, 其检定工作适用的环境温度范围是20^:^^;检定过程中,如存在 环境温度偏离检定标准的情况,那么应满足如下两个公式:A=±(S+ kxAt)和△t=(t2-t1)。而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》的第7.1.3条则规定,检定工作适用的环境 温度为20T±5t:,并且根据标准表的选择进行调整。那么,假设环境 温度的浮动范围是2(Tt±5T:,则弹簧管式压力表的规定检定温度范 围就已完全偏离了〗JG49-2013《弹性元件式精密压力表和真空表检 定规程》的第7.1.3条中规定的精密压力表温度范围20621。那么 在这种情况之下,标准表的精度一定会因为检定温度不符而出现误 差示值上的错误,若是在极端的温度条件下,这种错误就会最大化,造 成检定工作的误判。
例如:
JJG49-2013《弹性元件式精密压力表和真空表检定规程》规定精 密压力表的检定温度范围为(20:t2t:),若当时的环境温度是(20± 5T),虽满足了 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》的要求,但根据JJG49-2013《弹性元件式精密压力表 和真空表检定规程》,标准表的误差应满足公式:
A=±(8+KA,),AFlt2-t1l0
其中:A表示标准表采用0.25精度等级(20±2t)或0.4精度等 级(20±3°C)的压力表时的误差,单位表示误差允许的绝对值;K 表示受到环境温度影响时的系数,单位0.04%/$;^表示温度的偏 离绝对值,单位T: ;t2表示规定中的压力表环境温度值;tl随t2的值 变化(^饥或 23T;则 h=22XWL 23、t2<22尤或 23T:则 t1=18X:^ 1凡)。
当在(23〜25)t:或(17~15)T(0,25 级精度)、(24~25作或(16~15}尤 (0.4级精度)的环境温度下检定时,此时温度已经超出标准表温度的 允许范围,如此,就要考虑环境温度对标准表造成的误差。
当环境温度为251时,根据上述公式计算:
Ai=±(5+KA,)=±(0.25%+0.04%x3)=±0.37%;
A2=±(S+KAt)=士 (0.4%+0.04%x2)=±0.48%。
由结果可见,环境温度超标时会使标准表的精度等级有所降低,
而此时标准表的误差允许范围的修正值是:
80[修正=2Mpax0.37%=0.0074Mpa,80i 修正>S(/4;
802 修正=1.6Mpax0.48%=0.00768Mpa, 802 赃 >8(/4。
根据上面的修正计算结果不难看出,两块标准表的误差允许范围 都不符合JJG49-2013《弹性元件式精密压力表和真空表检定规程》中 小于被检表最大允许误差绝对值1/4的要求。所以说,如果单纯地按 照JJG52-2013《弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表检字规 程》的规定选择,而忽视了环境温度对标准表精度等级的影响的话,一 定会给后续的检定工作带来隐患。
3.精度与温度的协调
3.1实验分析
通过对具体案例的实验分析,确立因环境温度因素影响导致弹簧 管式压力表检定误判的解决方案,可以通过以下几个步骤进行误差修 正:第一步,根据检定误差允许范围的计算公式:So=cxL(c代表压力表 的精度等级,L代表该压力表的量程),在检定中将标准表的示值进行 分点设定,如1,2...n,示值用P来表示;再将被检表的示值进行分点 设定’如 n=l,2,3...n,7K值用Pa表7K。第二步,根据公式APa=丨Pa-PI计 算出误差示值的可能结果,选择出最大允许误差示值,用8_来表示。 再根据公式e fe*=KxAt计算出极限温度条件下的标准表误差示值增 量,继而通过公式8 标准xL计算出标准表的示值修正值。由此 获得综合最大允许误差公式&修疋修正。第三步,通过将8修正咖 与二者数值关系的相互对比,来判断标准表是否符合要求。
3.2选择合适的标准用表
继续第二部分的案例,如果将环境温度维持在25X:,而将标准表 的精度等级从0.25更换为0.16,其量程为2MPa,根据公式算得的误 差示值为:
△修正=士 (S+KAkMO.W^+afHWxS)^ 士 0.28%。
那么所得到的标准表误差允许范围就是:
8 修正=2JMpax0.28%=:0.0056Mpa,S 修正<80/4。
环境温度为25X:,标准表为0.16级,满足了 JJG49-2013《弹性元 件式精密压力表和真空表检定规程》中小于误差允许范围1/4的要 求,同时满足JJG52-2013《弹性元件式一般压力表、压力真空表和真 空表检字规程》。
3.3调节检定的环境温度
我们再来设想,如果能把检定时的环境温度下调1.5T,使其从 251降至23.5$,那么此时的误差示值就是:
A1=±(&+KAt)=±(0.25%+0.04%xl.5)=±0.31%;
A2=±(S+KAt)=±(0.4%+0.04%x0.5)=±0.42%。
那么相对应的,标准表的误差允许范围就是:
80i ^^SMpaxO.S 1 %=0.0062Mpa,80i 修正<So/4;
602 修正=1.6Mpax0.42%=0.00672Mpa,802 修正 >S(/4。
根据上面的修正推算可以发现,若降低环境温度至23.5T,那么 至少0.25级精度的标准表已能满足JJG49-2013《弹性元件式精密压 力表和真空表检定规程》中对标准表误差允许范围的要求,同时也满 足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》的要求。
4.总结
压力表是检测工程、零件、实验、产品等诸多领域工作是否达标的重要仪器,是保障人们生产安全的关 键工具,因此确保压力表的准确、可靠,是一项极为重要的工作程序。 通过分析温度对弹簧管式压力表的精度影响,为避免检定中带来的隐 患,正确实施检定规程,一定要注意选择精度等级适合于环境温度标 准的弹簧管式压力表,以保证检定结果的准确性,防止因弹簧管式压 力表受温度条件影响后精度不准而导致的工作事故.