浅析压力表的计量检定及误差评定
压力表的准确检定具有非常重要的意义。针对压力表检定及其误差分析进行了研究,分析了压力表检定仪器的选择标准,给出了压力表检定的 —般步骤,在此基础上给出了误差评定分析方法。论文研究的内容对实施压力表检定具有一定的指导意义。
压力表是:种常见的测压仪表,在石油、化工、冶金、能源、环 保等领域发挥着重要的作用,如果压力表指标不符合要求,不仅影响 企业经济效益,甚至会造成安全事故的发生。力表是检测压力的主 要检测工具,为确保压力测量的准确性,必须按照一定的准则对压力 表进行定期检定。世界各个国家都对压力表检定制定了严格的标准。 检定工作的实质就是将国家基准传递到具体不同种类的工作压力表 中,在传递过程中,要遵守一定的规则及标准。压力表的检定经历了 手动检定到自动检定的发展过程,本文针对手动检定压力表方式,分 析了压力表检定仪器一般选择标准,给出了压力表检定步骤,在此基 础上,给出了误差评定方法。
压力表的应用十分广泛,被普遍应用于工业及科研领域。沍力表 可以分为精密压力表、远传压力表、抗震压力表、常规压力表、隔膜 压力表及耐腐蚀压力表等。
按直径分类。
按压力表的直径分,可以分为:f 40压力表、f 60压力表、f 100 压力表、f 150压力表、f 200压力表及1" 250压力表等。
按安装结构。
按结构可以分为:直接安装压力表、嵌入式压力表、凸装压力表 等。直接安装压力表又可以分为径向直接安装和轴向直接安装;嵌入 式压力表、凸装压力表是指带有安装环。
按量程及量域。
量域分为正压量域及负压量域,在正压量域内有可以分为威压量 程、低压量程、中压量程、高压及超高压量程,在每个量程内可以划 分出不同的测量范围,因此对应的压力表也就有不同的型号。在负压 量域内又有不同的量程压力表。
按精度等级分类。
按压力表精度等级可以分为4级、2. 5级、1.6级、1级、0.4级、
25级、0. 16级和0. 1 级。
(~) 一般压力表检定。
在一般压力表检定过程中,本文选取弹簧式压力表作为分析对 象,给出一般压力表检定仪器选择标准。弹簧式压力表是最常用,也 是最重要的计量仪器之一。在对弹簧式压力表进行检定时通常采用精 密压力表,然而在实际检定工作中,往往出现选择不准确的现象,给 检定工作带来了一定隐患。
检定仪器选择依据。
在进行一般压力表检定时,要按照《JJG52-1999弹簧式一般压力 表、真空表和压力真空表检定规程》来执行,在被选择的标准仪器其 测量允许误差绝对值不大于被检定乐力表的1/4,再者,根据相关计量 资料,对于在周定或均匀变化的负荷下,标准仪器应该在仪表测量上 限的1/3-1/4范围内进行检定。
检定仪器选择方法。
标准压力表选择通常分两步进行:首先计算出待检定压力表 允许误差的绝对值,并计算出允许误差绝对值的1/4,即标准压力 表的允许误差的绝对值。然后,将得到的标准压力表允许的绝对 误差除以测量上限得到标准压力表的等级。例如,对于测量范围 为(0-4MPa)、等级为1.6级的压力表,其标准压力表选择步骤为: 首先选择标准压力表测量上限,根据待检定压力表的测量范围, 可以选择标准压力表测量范围为(0-6MPa)。其次确定标准压力表 的精度等级,根据标准压力表选择方法,我们可以得到,待检定 压力表允许误差的绝对值为K%x4 = aG64MPa,标准压力表允许
的绝对误差值为a064xl/4 = a016Mpa,因此标准伍力表的等级为
016/6xl00% = 0.27%,根据压力表常见等级系列,可以确定最终标 准压力表等级为0.25级。下面给出了一些普通压力表检定时标准压力 表选择规范:
检定2. 5级及其以下压力表。在对2. 5级及其以下压力表进行 检定时,通常选择测量上限比其大一规格的0. 4级精密仪器作为标准检 定仪器。例如:在检定等级为2. 5级、测量范围为(0-1. 6MPa)的压力表 时,应该选择等级为0.4级,测量范围为(0-2. 5MPa)的精密压力表作为 标准测量压力表。
检定1.6级及其以下压力表。在对1.6级及其以下压力表进行 检定时,应该选择比其测量量程大一规格其精度级别为0. 25级的精密 仪器作为标准检定压力表。
3.检定步骤。
—般压力表检定步骤包括:外观检查、检查零位及示值检定。
外观检查。主要检查压力表的零位部件是否安装牢固、是否出现 松动现象<=检查分度盘是否标有制造单位、产品名称、精度等级及出 厂编号等,检查压力表表面是否透明,表盘标志是否清晰可辨。
零位检查。检查在没有压力的情况下,对于带有指针销的压力 表,指针是否紧靠指针销;对于没有指针销的压力表,零位是否位于 零位标志处,检查零位标志是否超过精度等级允许误差绝对值的2被。
示值检定。示值检定主要对示值误差、回程误差及轻敲位移进行 检定。检定时,要按照平稳升压的原则,对各个检定点的示值进行检 定,在检定过程中,观察指针是否出现了跳动、卡住的现象,然后平 稳的降压,观察对于回程误差是否大于允许误差绝对值。在对检定点 进行升压及降压检定时,要轻轻地敲击表壳,观察在敲击表壳时,指 针位移变动量是否大于绝对值误差的1/2。在检定过程中,要注意不能 调整压力表,等到检定结束后,在检查零位点是否符合要求,及在没 有压力负荷的情况下,对于带有指针销的压力表,观察指针是否紧靠 指针销;对于没有指针销的压力表,观察零位是否位于零位标志处。
(二)精密压力表检定。
对于弹簧式精密压力表检定,通常釆用标准火速式压力计作为标 准压力表,在检定过程中要按照国家计量规程《JJ49-1999弹簧管式精 密压力表和真空表检定规程》。
精密压力表检定常见的问题。
零点超差。这是因为由于弹簧管的弹性在经过一定次数的使用后 出现了失效,导致弹性迟滞,此外,弹性元件材料的疲劳强度下降也 会造成零位超差现象的发生。
示值前后快慢不同。在检定过程中,有时候误差会出现不随着 压力的增加成比例的增加或减小,而是由正值走向负值,或有负值走 向正值。
轻敲移位超差。在检定过程中,轻轻敲击表壳,指针应该先顺 时针跳动,造成轻敲位移超差的原因可能由于元器件之间的磨损、装 备不良、零件安装松动等。
(三)特殊压力表检定
氧气、乙炔气压力表检定。
对于氧气、乙炔气压力表其结构与普通弹簧式压力表结构相同, 因此检定过程基本一致。由于氧气、乙炔气压力表工作的介质为特殊 气体,在检定工程中要釆取合理措施,避免爆炸事故发生,特别是禁 止油的使用。
带检验指针的压力表检定。
对于带检验指针的压力表,在检定其压力示值是,示值指针带 动检验指针仪器上升,当压力下降时,验证指针就会停留在最大压力 处,这表明,设备某一时段最大压力值。在对这种压力表进行检定时,应该将验证指针放置到水平位置处,然后轻轻敲击表壳,观察验 证指针是否发生移动,然后施加压力,观察示值指针是否和验证指针 同时上升,在此过程中,不需要轻轻敲击压力表表壳。
在一般压力表检定过程中,往往出现检定误差,通过分析,我们 可以看出检定误差出现的主要原因有:待检压力表误差成比例增加或 减少,待检压力表指针快慢不同,指针不能回零,轻敲位移。针对一 般压力表评定误差不确定度确定,本文给出具体评定方法为:
将待检压力表安装在活塞压力计接口上,利用专用砝码产生标 准压力值。
选择3台同类型的待检压力表,每台压力表在不同的待检点连续 测量20次,分别计算单次实验的标准误差。
待检压力表示值估读产生的不确定度评定。按照规定,估读到 分度的1/5,并按均匀分布处理。示值估读误差按B级标准评定。
待检温度与标准温度引起的不确定度评定。通常,检定压力表 的标准温度为(20±50C),当检定环境温度与标准温度相差比较大时,产生温度误差(不确定度),其误差按均匀分布处理。
输入量的不确定度评定,其主要有待检压力表测量的重复性、 轻敲位移及示值估读误差引起的,并按A类评定方法评定。
本文就压力表检定及误差评定问题进行了分析研究,给出了一 般压力表及精密压力表检定仪器选择标准、检定方法及检定步骤,并 分析了如何检定特殊压力表,在此基础上,给出了压力表检定误差分 析。论文的研究内容对压力表检定工作具有一定的指导意义。