浅析压力表的几种类型及如何对其安装、维护和保养。

1.概述

1.1概念

压力的定义：这里的压力概念，实际上指的 是物理学上的压强，即单位面积上所承受压力的 大小。绝对压力:以绝对压力零位为基准，高于绝 对压力零位的压力。正压:以大气压力为基准，高 于大气压力的压力。负压(真空）以大气压力为基 准，低于大气压力的压力。差压:两个压力之间的 差值。表压:以大气压力为基准，大于或小于大气 压力的压力。压力表:以大气压力为基准，用于测 量小于或大于大气压力的仪表。

压力表：在工业过程控制与技术测量过程 中，由于机械式压力表的弹性敏感元件具有很高 的机械强度以及生产方便等特性，使得机械式压 力表得到越来越广泛的应用。机械压力表中的弹 性敏感元件随着压力的变化而产生弹性变形。机 械压力表采用弹簧管(波登管)，膜片，膜盒及波纹 管等敏感元件并按此分类。所测量的压力一般视 为相对压力。一般相对点选为大气压力。弹性元件 在介质压力作用下产生的弹性变形，通过压力表 的齿轮传动机构放大，压力表就会显示出相对于 大气压的相对值或高或低)。在测量范围内的压力 值由指针显示，刻度盘的指示范围一般做成270 度。

1.2 分类

压力作为生产过程的重要参数，在工业生产 中占据了十分重要的地位。精密压力表和普通压 力表的计量校准工作是量传工作的主要组成部 分。工矿企业和各级计量部门都广泛开展了压力 仪表的计量校准工作。快速准确的校准精密压力 表和普通压力表是经济高速发展的必然要求，我 们以校准精密压力表为例，探讨使用数字式压力 计自动校准精密压力表和普通压力表的校准方 法。该方法的校准记录格式与传统校准记录格式 完全相同。该校准方法的理论基础为基于数字式 压力计、精密压力表和普通压力表在微分区间内 是线性的。在此，我们对该方法进行验证

2.活塞式压力计与数字式压力计简介

活塞式压力计作为高准确度计量仪器得到 了广泛的认可，活塞式压力计作为基准的地位几 乎不可挑战。活塞式压力计是校准精密压力表和 普通压力表的传统标准器。活塞式压力计是根据 帕斯卡定律、流体静力学平衡原理为基础进行压 力计量的。活塞式压力计具有测量范围宽、准确度 高、结构简单、重复性好等优点。但是，活塞式压力 计也有它的局限性，活塞式压力计实际上是固定 值的标准压力信号发生装置，活塞式压力计并不 能测量压力值。另外，活塞式压力计有受温度影响 比较大、不易于携带、工作时需要调整水平和搬动 砝码劳动强度大等不足，并且，活塞式压力计很难 与计算机组成系统实现自动测量。

进入二十一世纪以来，计算机技术和微电子 技术得到了空前的发展，以微电子技术为基础的 压力传感器技术也得到了长足的进步。西方发达 国家在压力传感器的研制方面投入了巨大的人 力、物力和财力。从压力传感器的选材到计算机辅 助设计软件和微刻蚀技术的应用，使压力传感器 的性能有了质的飞跃。各种不同敏感原理的压力 传感器研究也取得了巨大的成就。压力传感器受 温度的影响大大减小，而压力传感器的稳定性却 大大提高。同时，基于计算机技术的压力传感器信 号处理技术更是突飞猛进，高分辨率的A/D转换 技术和低漂移运算放大技术很好地保证了压力传 感器的应用。 数字式压力计就是压力传感器技术 的一种应用。数字式压力计经过20多年的发展己 经得到了大量的应用。根据国外文献报道，一些数 字式压力计的压力测量指标己经达到0.01%不确 定度/年。国内也早在20世纪80年代就开展了数 字式压力计的研究，并且取得了丰硕的成果。目 前，我们与世界先进水平的差距主要体现在压力 传感器生产工艺上。

3.用活塞式压力计校准精密压力表和普通压力表

现在以校准精密压力表为例，根据《弹簧管 式压力表和真空表》JJG49- 1999国家规程，使用 活塞式压力计校准精密压力表的操作方法为:将 精密压力表按使用工作位置安装在装置上。 精密 压力表示值误差点应不少于8个点；点尽可能在 测量范围内均匀分布。时压力从零位开始，应平稳 升压或降压，对各点进行示值，当示值达到测量上 限后，切断压力源(或真空源)，耐压3分钟，然后 按原点平稳地降压或升压回检。在升压或降压时 应避免有冲击和回程现象。对每一点在升压或降 压时均应该进行两次读数，第一次在轻敲表壳前 读取;第二次在轻敲表壳后读取(按分度值的1/10 估读)。下面，我们选取一块编号是P0016的0.4级 60MPa精密压力表作为被检仪表，为了减少活塞 式压力计引入的不确定度，我们选用一等活塞式 压力计做标准器。在上面的过程中，我们需要对精 密压力表进行估读。因为，精密压力表的指针并不 一定在刻度线上，所以，我们估读时很容易引入误 差，并且工作也不方便。

4.数字式压力计校准精密压力表和普通压力表

同样执行《弹簧管式压力表和真空表》 JJG49- 1999国家规程，我们选用编号是1200056 准确度为0.05%F*S的数字式压力计作为做传递 计量器具对编号是P0016的0.4级60MPa同一块 精密压力表进行校准。在该校准过程中，我们使用 CST2000S- 2精密压力表软件自动读取数据并且 进行记录。在上面的过程中，我们需将精密压力表 的指针调整到测量点的刻度线上，按下计算机的 确定键，计算机通过RS232串行通讯口自动从数 字式压力计读取相关的数据。在记录数据时，我们 按习惯将标准值记录为整数点值而将被检表值进 行计算后添入记录，我们称之为“反校法”计算公式如下：

P=2PS- PM

P:记录中的记录值

PS：记录中的标准值

PM对应PS的数字式压力计测量值

5.数字式压力计的线性度检验

虽然精密压力表表盘分度在整个测量范围 内不是线性的，但是在相邻读数刻度线测量范围 内分度是线性的，根据《弹簧管式压力表和真空 表》JJG49- 1999国家规程，我们在估读精密压力 表时也是按线性考虑的。使用数字式压力计进行” 反校法”工作时，我们默认数字式压力计在极小 的测量区间内是线性的。我们选用编号是 1200056准确度为0.05%F*S的数字式压力计进 行实验，以考察其线性。我们在一等活塞式压力计 的活塞连接件上添加质量分别为2mg、5mg、10mg、 20mg的标准砝码，以便使一等活塞式压力计产生 不同的标准压力。从数据我们可以看出，在极小的 测量区间内，该数字式压力计的线性变化不超过 0.003%。数字式压力计作为新兴的传递计量器具 己逐渐被人们接受，数字式压力计具有小巧、通讯 方便等很多优点。特别是随着校准体系的推广和 校准行为的现场化、自主化，0.05%F*S准确度量级 的数字式压力计将有更大的应用空间，因为它们 直接面对着产生过程仪表。通过以上实验和分析， 两种标准器的校准结果最大相差0.1MPa，并且数 字式压力计具有很好的线性，另外，精密压力表的 准确度也高于普通压力表的准确度。 因此，在数字 式压力计满足传递准确度要求的情况下，我们使 用”反校法”进行精密压力表和普通压力表的校 准工作是可行的。

6.压力表的安装。

6.1压力表的安装位置应符合安装状态的要 求，表盘一般不应水平放置，安装位置的高低应便 于工作人员观测。6.2压力表安装处与测压点的距 离应尽量短，要保证完好的密封性，不能出现泄漏 现象。6.3在安装的压力表前端应有缓冲器;为便 于检验，在仪表下方应装有切断阀;当介质较脏或 有脉冲压力时，可采用过滤器、缓冲器和稳压气 等。

7.压力表要定期进行检修维护

7.1经过一段时间的使用与受压，压力表机 芯难免会出现一些变形和磨损，压力表就会产生 各种误差和故障。为了保证其原有的准确度而不 使量值传递失真，应及时更换，以确保指示正确、 安全可靠。7.2压力表要定期进行清洗。因为压力 表内部不清洁，就会增加各机件磨损，从而影响其 正常工作，严重的会使压力表失灵、报废。7.3在测 压部位安装的压力表，根据JJG52- 1999规定，它 的检定周期一般不超过半年。7.4测压部位介质波 动大，使用频繁，准确度要求较高，以及对安全因 素要求较严的，可按具体情况将检定周期适当缩 短。