壓力表計(jì)量檢定中出現(xiàn)的問(wèn)題探究
壓力表的計(jì)量檢定中，存在一些值得注意的問(wèn)題。本論述對(duì)壓力表計(jì)量檢定中液柱差的影響，標(biāo)準(zhǔn)器的選擇，量程上 限誤差的計(jì)算，以及正確的數(shù)據(jù)讀取方式等問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析和探討，并提出了一些有效的解決方案。
壓力表是指以彈性元件為敏感元件，測(cè)量并指示高于環(huán) 境壓力的儀表。壓力表的應(yīng)用極為普遍，它幾乎遍及所有的 工業(yè)流程和科研領(lǐng)域。壓力表顯示是否準(zhǔn)確，對(duì)設(shè)備、設(shè)施 的運(yùn)行至關(guān)重要，根據(jù)《中華人民共和國(guó)強(qiáng)制檢定的工作計(jì) 量器具明細(xì)目錄》，凡是用于貿(mào)易結(jié)算、安全防護(hù)、醫(yī)療衛(wèi) 生、環(huán)境監(jiān)測(cè)的壓力表，都必須實(shí)施強(qiáng)制檢定。近年來(lái)，筆 者在從事壓力表計(jì)量檢定的工作中，根據(jù)JJG52-1999《彈 簧式一般壓力表、壓力真空表和真空表檢定規(guī)程》，發(fā)現(xiàn)總 結(jié)出了一些值得重視的問(wèn)題，和大家探討。
1.檢定過(guò)程中液柱差的影響
根據(jù)流體靜力學(xué)平衡方程式：P = Pgh式中：P
壓力值P 介質(zhì)的密度g 當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萮—
液柱差可以看出，檢定壓力表時(shí)，壓力值與介質(zhì)的密度、
液柱差和重力加速度有關(guān)。由于標(biāo)準(zhǔn)器與被檢表受壓點(diǎn)的液 柱差實(shí)測(cè)時(shí)至少存在0.5cm的誤差，即Ah=0.5cm，（在計(jì) 算時(shí)以 m 為單位），故AP = P g Ah =0.86 X 103kg/m3 X9. 7926m/s2X0. 005m =42. 108kg/ms2= 42. 108 Pa
規(guī)程第5.2.4.1條規(guī)定“測(cè)量上限不大于0.25MPa的 壓力表，工作介質(zhì)為清潔的空氣或無(wú)毒、無(wú)害和化學(xué)性能穩(wěn) 定的氣體”和第5.3.3.1條規(guī)定“標(biāo)準(zhǔn)儀器與壓力表使用 液體為工作介質(zhì)時(shí)，它們的受壓點(diǎn)應(yīng)基本上在同一水平面 上。如不在同一水平面上，應(yīng)考慮由液柱高度差所產(chǎn)生的壓 力誤差。”因此，我們?cè)诠ぷ髦锌梢圆捎猛ㄟ^(guò)加裝接頭等方 法予以調(diào)整修正，來(lái)減少液柱差所造成的影響。
2.標(biāo)準(zhǔn)器的選擇
2.1同量程的選擇
選擇彈簧管式精密壓力表作為標(biāo)準(zhǔn)器，是此項(xiàng)檢定最為 常見(jiàn)和普遍的選擇。以準(zhǔn)確度等級(jí)為0.4級(jí)的彈簧式精密 壓力表作標(biāo)準(zhǔn)器為例。按式（1)則有：
從上式可以看出，選取一塊（0?2.5) MPa，0.4級(jí)的 壓力表即可滿足需要。也就可以說(shuō)，對(duì)于1.6級(jí)的壓力表 可以采用同量程的0.4級(jí)的精密壓力表作為標(biāo)準(zhǔn)器。雖然 規(guī)程上沒(méi)有對(duì)上述的選取方式予與否定，但是由于彈簧式精 密壓力表本身設(shè)計(jì)的原因，這種選取方式不能說(shuō)是好的選 擇。按照彈簧管式壓力表通用選用原則，為保證壓力表的使 用壽命，不易失準(zhǔn)和損壞，對(duì)壓力穩(wěn)定的情況下，規(guī)定被測(cè) 壓力的最大值是選用壓力表滿量程值的2/3，最大也不允許 超過(guò)3/4。所以如果采用上述選擇方式，有可能在標(biāo)準(zhǔn)器滿 量程經(jīng)常使用中造成失準(zhǔn)，且這種失準(zhǔn)很可能是不易察覺(jué) 的。雖然可以采用縮短彈簧式精密壓力表的周期檢定的時(shí)間 間隔的方法，也可采用增加對(duì)標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行期間核查次數(shù)的方 法來(lái)予以彌補(bǔ)，但是這仍然不是最佳選取方式，筆者也不建 議這樣選取。
2. 2從上一量程選取
從2. 1的論述可得，在檢定一塊（0?2.5) MPa, 1.6級(jí) 的壓力表時(shí)，在選擇標(biāo)準(zhǔn)器量程時(shí)應(yīng)選擇比壓力表（被檢表） 大一量程的壓力表，即（0?4)MPa的精密壓力表，可得(4-0)
XS%<1/4 (2.5-0) X1.6%S% 燮 0.25%式中 5
為標(biāo)準(zhǔn)器等級(jí)顯然，選擇（0?4) MPa，只能選取精度等級(jí) 大于或等于0. 25級(jí)的精密壓力表。
因此，在壓力表的常規(guī)檢定中，建議使用精度等級(jí)為 0.25級(jí)及其以上的精密壓力表作為標(biāo)準(zhǔn)器。
3.按壓力表量程的百分?jǐn)?shù)計(jì)算誤差
規(guī)程3.1條的表1列出壓力表的準(zhǔn)確度等級(jí)和允許 誤差及其關(guān)系。對(duì)于準(zhǔn)確度為1級(jí)、1.6級(jí)、2.5級(jí)的壓 力表在測(cè)量上限的90%?100%范圍內(nèi)允許誤差分別按下 一個(gè)等級(jí)計(jì)算，即按1.6級(jí)、2.5級(jí)、4級(jí)計(jì)算。然而， 90%?100%范圍的確定卻不直觀。依據(jù)規(guī)程[1]5.3.3.3條 示值檢定方法中“壓力表的示值檢定按標(biāo)有數(shù)字的分度線進(jìn) 行”。通常情況下可以把壓力表測(cè)量上限量值數(shù)字視為壓力 表在測(cè)量上限的90%?100%范圍內(nèi)檢定點(diǎn)（個(gè)別非標(biāo)準(zhǔn)壓 力表除外)。
4.壓力表數(shù)據(jù)讀取方式
正確讀取處理壓力表檢定的數(shù)據(jù)，是壓力表檢定最為核 心的內(nèi)容。規(guī)程5.3.3.2條規(guī)定“壓力表的示值應(yīng)按分 度值的1/5估讀”。這條款包含了以下幾層內(nèi)容
讀取數(shù)據(jù)必須在壓力表（被檢表）上讀取壓力的量傳是 由活塞式壓力計(jì)逐級(jí)傳遞到工作壓力器具，由于活塞壓力計(jì) 結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，其無(wú)法讀取所加載砝碼以外的數(shù)據(jù)，只能從被 檢器具上讀數(shù)，所以壓力檢定都統(tǒng)一遵循這一量傳模式。筆 者發(fā)現(xiàn)許多檢定員在使用精密表作標(biāo)準(zhǔn)器與壓力表比對(duì)時(shí)， 為了分辨力的原因，先將被檢壓力表升壓至檢定點(diǎn)處，后從 精密表讀數(shù)并予以記錄，這顯然把關(guān)系顛倒了，是錯(cuò)誤的。 所以說(shuō)，無(wú)論是采用彈簧管式精密壓力表還是精密數(shù)字壓力 計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器，必須在壓力表（被檢表）上讀數(shù)，其他的讀 數(shù)或自動(dòng)紀(jì)錄方式，均不能采用。
讀取數(shù)據(jù)的有效位數(shù)是確定的
規(guī)程[1]4.1.5分度值規(guī)定“分度值應(yīng)符合如下系列中 之一：（1、2、5) X10n，式中：n是正整數(shù)、負(fù)整數(shù)或零”。 例如：一塊壓力表的分度值為0.01MPa，其1/5即為 0. 002MPa，也就是當(dāng)壓力表的指針走到一個(gè)分度1/5，尾數(shù) 的估讀為0.002MPa，到2/5時(shí)，即0.004MPa，以此類推 到0.010MPa。由此可以得出，其有效位數(shù)是3位且其尾數(shù) 只能是2的整倍數(shù)，是一個(gè)偶數(shù)，不可能出現(xiàn)奇數(shù)；同樣， 一塊壓力表的分度值為0.2MPa，其1/5即為0.04MPa，也 就是當(dāng)壓力表的指針走到一個(gè)分度1/5，尾數(shù)的估讀為 0. 04MPa，到 2/5 時(shí)，即 0. 08MPa，以此類推到 0. 20MPa。 由此可以得出，其有效位數(shù)是2位，且其尾數(shù)只能是4的 整倍數(shù)，是一個(gè)偶數(shù)，不可能出現(xiàn)奇數(shù)；對(duì)于分度值0. 5MPa， 其1/5即為0. 1MPa，也就是當(dāng)壓力表的指針走到 一個(gè)分度1/5，尾數(shù)的估讀為0. 1MPa，到2/5時(shí)， 即0.2MPa，以此類推到0.5MPa。
壓力表的計(jì)量檢定是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性工作，涉及到工 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工程建設(shè)、科學(xué)研宄、醫(yī)療衛(wèi)生等國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社 會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域。我們每一個(gè)計(jì)量檢定工作者，都應(yīng)該本 著客觀公正，嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的態(tài)度，為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)提供 有力保障。
