淺談壓力表配備對液壓千斤頂檢定(校準)的影響
壓力表作為液壓千斤頂的關鍵儀表,其顯示值直接影響到工程建設的承載力和工程結構預應力測量結果的準確性。為了解決這一問 題,本文主要對壓力表的測量范圍、精度、分辨率和液壓千斤頂檢定檢定結果匹配,闡明了液壓千斤頂生產廠家和施工單位的一些習慣性誤解， 進行了合理化的分析并相應給出了一些建議。
1.引言
液壓千斤頂作為在橋梁、高架橋、地鐵、隧道及房建中最常使用 的儀器。液壓千斤頂主要作用于樁基跟結構工程的力值施加與控制。 壓力表則是測量儀器的關鍵，在液壓千斤頂使用過程中的表現直接 影響到試驗的結果。《混凝土結構設計規范》（GB50010-2002)和《混凝 土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204-2002)都對張拉控制應力 和相關應力作了規定，在實際施工中，控制張拉應力是用液壓千斤頂 支撐測量壓力表，并作為設計基準。壓力表則是液壓千斤頂指示器的 測量儀器，測量性能直接影響到測量結果的準確性，支撐壓力直接影 響液壓千斤頂的試驗結果。往往被施工單位和制造商所忽視。在我們 曰常對千斤頂的檢定和校準工作中，經常會碰見千斤頂上配套的壓 力表精度和量程不合理的情況。
壓力表是以彈性元件為感壓元件的測量壓力的儀表，壓力表的 法定計量單位是Pa (帕斯卡），或是它的十進位倍數關系：kPa、MPa 等。千斤頂校準過程中使用的是MPa單位。而壓力表的工作原理則是 利用彈性敏感元件（如彈簧管）在壓力作用下產生彈性變形，其變形 量的大小與作用的壓力成線性關系，通過傳動機構釋放、由指針在分 度盤上指示出被測壓力。壓力表在千斤頂測量過程中起到關鍵作用。
2.千斤頂的檢定方法
依照JJG621-2012液壓千斤頂檢定規程，外觀檢查應按技術要 求中規定的第一項進行，其他項目的檢查檢驗應在符合第六項要求 后進行。把千斤頂放在軸承架或試驗機上，其擁有足夠的剛度。測力 儀應安裝在千斤頂工作活塞的末端，測力儀主軸線與千斤頂軸線重 合，使傾翻載荷和偏心載荷的影響最小。使壓力表指針調為零點。預 壓，接通電源，電預熱，啟動泵，每次加載到額定負載回零，預壓兩次， 試驗力施加應緩慢平穩，不得有沖擊或超載。千斤頂檢定應從千斤頂 額定負荷的20%開始，按遞增順序逐點進行檢定，至各檢定點保持穩 定后記錄相應的進程市值，直至最大力值。檢定點應不少于5點，并 應盡可能均勻地分布。記錄好壓力表和測力計相對應的各個數據，計 算出相應指標和力-壓力校準方程。
3.壓力表測量范圍和精度等級對千斤頂測量結果的影響
從以上液壓千斤頂檢定過程中可以看出，液壓千斤頂配備的壓 力表的精度及量程直接影響到測量結果和校準方程。現舉例分析，如 果液壓千斤頂額定壓力為60MPa，同時配套廠家對壓力測量范圍選 定表1.6級（0~60)MPa(在檢定和校準過程中，已多次出現），首先，來 看壓力表的范圍，若千斤頂正常使用，額定壓力為60MPa，選擇 60MPa的壓力表，這意味著達到了壓力表的上限，將會帶來非常大的 風險。這樣上限的使用不但不能保證測量結果的準確性和長期使用 性。在應用操作當中，為了能讓彈簧管壓力表指示正確和長期的使 用，壓力表應當在正常允許的壓力范圍之內工作，在靜壓力下不能超 過測量值上限的75%；在波動壓力情況下不能超過測量值上限的 60%，測量值范圍在（0~60)MPa壓力表，壓力表線性正常工作壓力在 45MPa以下，一旦液壓千斤頂所能控制的壓力超過45MPa，在彈性敏 感元件長期超正常壓力范圍使用下，壓力表彈簧管容易疲勞，長期使 用會造成壓力指示失準。為了確保測量的準確度和長期可靠性，根據 JJG49 -2013彈性元件式精密壓力表和真空表計量檢定規程以及 JJG621-2012液壓千斤頂檢定規程，壓力表的選擇應為準確度級別 0.4級測量上限為額定油壓的130~200%。而壓力表的測量范圍（上限 和正常量限）的上限應符合以下系列之一：（1x10n、1.6x10n、2.5x10n、 4xl0n、6x10n)Pa、kPa、或MPa，因此額定壓力為60MPa左右的液壓千 斤頂，配備的指示壓力表選擇應為準確度0.4級測量范圍上限為 100MPa的精密壓力表比較合適，符合規程求。我們再來看如果配備 的1.6級的60MPa的壓力表。如1.6級，測量范圍為（0~100)MPa -般 壓力表，其最大允許誤差為±1.6MPa，而±1.6MPa的最大允許誤差值對 液壓千斤頂的檢測結果是不可接受的，尤其是對小負荷點。預應力張 拉過程中經常會用到小負荷力值，而壓力表采用的是引用誤差，在 (10~20)MPa測量范圍內，液壓千斤頂的相對誤差高達（8~16)%。施 工中跟據《混凝土結構設計規范》(GB50010-200)和《混凝土結構工程 施工質量驗收規范》（GB50204-2002)的要求，預應力錨固預應力測試 和工程設計規范相對偏差值，應允許在5%。然而，由于設計要求、施 工方法、試驗方法、配套儀器和環境等因素的影響，試驗結果的可靠 性和準確性會受到很大的影響。為確保預應力錨索在預應力試驗后， 工程設計規范的相對偏差值小于5%，測量液壓千斤頂作為測力控制 力值的準確度在2%以內，以確保符合要求。如果試驗條件相同時，不 同精度等級的壓力表會影響液壓千斤頂的測量精度。
下面列舉出了同一測量范圍內兩個不同精度等級的壓力表，以 便探討壓力表對液壓千斤頂檢定和校準值的影響。在同一試驗條件 下， 選擇不同精度的壓力表對液壓千斤頂的影響和測量結果的準確 性不可忽視，不同精度的壓力表分別與液壓千斤頂相匹配。如：千斤 頂編號Z200173，模型YCW250B;壓力表1，表號2541，1.6級，（0~60) MPa;壓力表2，表號0042，0.4級，（0~60)MPa;用上面兩個壓力表進 行檢定才符合液壓千斤頂檢定準確度的等級。依據《液壓千斤頂》 (JJG621-2012)檢定規程，在30弋室溫條件下，采用0.3級標準測力 計。檢定結果如見表1。
根據表1的檢定結果可以看出，壓力表是合格的，但相同的千斤 頂配置了精度不一樣的壓力表，測量出來的結果相差也是很大的，有 的遠遠超出了正常的范圍。由此可以看出，壓力表選擇0.4級精密壓 力表是合適的。
4.壓力表分辨力的影響
等級不同的壓力表最小分辨率也不同。以(0~100)MPa壓力表為 例，0.4級精密壓力表的最小分度值是0.5MPa，垂直于表盤指針的刀 片，所以可估讀最小分度值的1/10，最小分辨率是0.05MPa;而1.6級 的一般壓力表最小分度值為2MPa的指針葉片是平行的表盤這只能 估計指數最小值的1/5，最小分辨率是0.4MPa。因此，讀數誤差對分辨率的影響是不容忽視，0.4級壓力表分辨率更高。
5.不確定度分析
在校準過程中，測量結果的不確定度主要來自以下幾個方面： (詳見表2)。壓力表精度等級引入的不確定分量為u4。壓力表分辨率 引入的不確定度u5。測量結果的不確定度的影響如見表2。0.4級精 密壓力表測量范圍（0~100)MPa和分辨力為0.05MPa，在30弋室溫條 件下，對測量結果的不確定度分析。
合成不確定度為：ufi=0.82%。
擴展不確定度為：U=2.0%(k=2)。
同樣若采用1.6級普通壓力表則：
合成不確定度為：ufi=1.7%。
擴展不確定度為：U=4.0%(k=2)。
6.結論
通過以上千斤頂采用不同精度壓力表不確定度的分析，千斤頂 配備不同壓力表，其量程、精度等級、分辨率對液壓千斤頂檢定（校 準）結果有明顯影響。因此，為了提高測量性能，保證液壓千斤頂的準確可靠，壓力表配套，應根據130~200%液壓千斤頂額定油壓計算壓 力表的測量上限，選擇0.4級的精密壓力表，符合JJG621-2012液壓 千斤頂檢定規程的要求，從而提高液壓千斤頂的應用效果。
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