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压力表上限允差的再认识及建议

发布时间:2018-04-23 11:20:17 浏览:

工作用压力表以下简称压力表”的测量上限允 许误差是否降级在产品标准和检定规程规定中长期 存在分歧。2000年经压力标准化专业委员会和压力计 量专业委员会共同协商,对压力表的测量上限允许误差 重新作了规定:将允差降级范围由上限刻线位置一点) 改为测量范围90% 400%区域内。上述规定消除了产品 标准和计量检定规程的分歧,为压力表生产和检定测试 提供了一个统一的标准。

但上述规定也存在一定的问题:

1.上限允差降级由一个点改为一个区域缺乏理论 依据。压力表测量误差采用引用误差方法,用弹性元件 制作的压力表,在上限部分其测量准确度优于该表测量 范围的其他部分,为什么还降级?应给予理论说明。

2.经上述改进后,其配套的实施办法要及时跟进, 否则将给检定规程的制定和检定工作增加不必要的麻 烦。例如,对两个允差要求不一样的区域,检定点的选择 是否增加90%FS点,且如何保证检定点的均匀分布,都 应该给予明确说明。

3.允差降级由一个点改为一个区域后,使上限允许 误差的表述更加复杂。以测量范围为100格分度、1.6 压力表为例,当被测量小于90%FS时,允差按1.6级计 算;当被测量大于90%FS时,允差应按2.5级计算;当被 测量等于90%FS时,允差如何计算,特别是检定误差为 2%时,按1.6级标准评定,该点超差不合格;按2.5级标准 评定,该点超差合格,客观上形成检定结果不唯一,这是 检定工作的大忌。为此应注明:当被测量等于90%FS时, 允差范围应为-1.6%4.5%

4.根据计量仪器的测量范围定义:测量仪器的误差 是处在规定极限内的一组被测量值。严格地讲,上限允 差降级由一个点改为一个区域后,使压力表标称范围内 存在两个不同允差要求的测量范围。尽管有的仪器仪 表由于设计原理、工艺条件、制作材料等方面的原因,存 在低量值、中间量值、高量值部分允差要求不一样的现 例如热工仪表,但对于量大面广、使用时间久远的 压力表来讲,没有这个必要。

上述一些表面上合理但经不起推敲的问题,大部分 人认为是个问题,但不重要或可忽略。对上述问题的深 入讨论,也遭到一些人的质疑,认为对于低准确度的工 作用仪表来说,没必要小题大做

笔者认为,任何仪表的技术指标确定都应具有理论 的正确性、科学的严谨性和实施的可行性。当前应用测 量边界允许误差单向性理论做指导,采取必要的技术措 施,完全可以克服上述不足。现叙述如下:

讨论压力表上限允差降级的问题,首先要认识上限 及允差的性质。压力表测量上限包括下限是计量仪器 测量范围的边界,而边界是自然界普遍存在的现象。它 规定了对某个条件‘是”和‘非”的界限,根据边界的界定 规定,要求被测量值包括指针指示或数字显示在宏观 上不许超越边界。由此导出测量上限的正误差在客观 上是不允许的,在测量中一旦出现正误差,则视为检定 不合格。这种现象上升到测试理论,形成测量边界允许 误差单向性理论。该理论在精密压力表0_300分格的指 标中得到明确印证,检定规程规定:被检精密压力表在 上限的压力下,指针位置应在297^300格,该规定显然 已包括测量上限误差在内,因此,检定中出现的指针指 示在300.1格也视为检定不合格。

前文中叙述的当被测量等于90%FS时,允差范围应 -1.6%^.5%,是这样推导的。在0~90%范围,90%FS 测量上限,只允许负误差-1.6%存在;在0~90%范围, 90%FS为测量下限,只允许正误差2.5%存在。因此得出 上述结论。

测量边界允许误差单向性理论给计量仪器的制造、 检定和测量带来一定局限性,人们一直采用各种方法克 服其影响,目前,比较成熟的方法有延展刻度法、示值框 法、自动校零法等。当然,扩大上限负误差范围也是其中 的一种前例中,上限指针位置在297^300格,而不是0.4 级精密压力表允差的?.2格。应该说,工作用压力表仿 效精密压力表的方法采用上限允差放大的方法有其合 理的一面,但它没有注意到测量边界允许误差单向性现 象,将测量上限的正误差也规定在降级范围,由此引起产品标准和检定规程长达几十年的争论。

延展刻度法是在测量范围上、下限外侧增刻一定数 量的刻度其实质是将边界刻度变为中间刻度从而克 服测量边界允许误差单向性的影响。目前,长度、温度、 电学等仪表的边界处理多采用此方法。延展刻度法实施 原则和刻线数量已有专文论述在此不再赘述。

示值框法是将测量范围的边界及其理论允差范围 制成示值框测量时只要指针处于示值框内即为合格。 示值框法是延展刻度法的一种简易形式。压力仪表中的 血压表的零点限采用此方法。对于工作用压力表来说因 其准确度低,将影响其表盘的外观形象。以2.5级压力表 为例,其允差范围为d2.5%FS如果压力表的上、下限均采用示值框法,不论将示值框制成实心框还是空心框, 都将使压力表的表盘显得很难看。因此除非必要,压力 表的边界处理不采用此方法。

综上所述,笔者建议在现有的压力表生产的基础上, 利用延展刻度法对压力表的表盘进行简单的改造,在设 计压力表表盘时,在压力表测量范围上、下限外侧增刻一 刻度。其刻线位置与该表的理论允许误差要求一致。

压力表经上述改造后,不但较好地解决了前述问 题,而且几乎不影响现有压力表的生产,同时也使压力 表的技术水平和生产水平得到了较大提升,是一个比较 好的方案。