淺析彈性元件式隔膜壓力表的檢定過程剖析及實際應用

摘 要：彈性元件式隔膜壓力表作為計量器具，具有安裝方便、指示清晰和價格低廉等優(yōu)點，廣泛應用于工礦企業(yè)、醫(yī)療機構等。為了提高檢定工作質量及效率，該文從壓力表計量單位換算、#大允許誤差規(guī)定、零位誤差、示值誤差等多個方面，剖析彈性元件式隔膜壓力表檢定規(guī)程，使該檢定規(guī)程在實際操作中得到有效應用。彈性元件式隔膜壓力表通常被用在壓力容器或管道上，對壓力情況進行實時監(jiān)控。guojia已經(jīng)把這類用于安全防護的壓力表列入了強制檢定的工作計量器具目錄，實施法制管理。

 

1 規(guī)程修訂的背景

JJG52—2013《彈性元件式隔膜壓力表、壓力真空表和真空表》檢定規(guī)程基于我國隔膜壓力表檢定工作內(nèi)容、特點和現(xiàn)狀，適當采用了國際法制計量組織（OIML）國際建議R112《帶有彈性元件的指示式和記錄式壓力表、真空表、壓力—真空表（普通儀表）》中的一些內(nèi)容，再依據(jù) JJF 1002—2010《guojia計量檢定規(guī)程編寫規(guī)則》、JJF1001—2011《通用計量術語及定義》、JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》等指導性規(guī)范，在 JJG52—1999《彈簧管式隔膜壓力表、壓力真空表和真空表》檢定規(guī)程基礎上重新修訂而成。

 

2 “壓力表允許誤差計算值一覽表”刪除情況

該規(guī)程中，把 JJG52—1999 附錄 C“壓力表允許誤差計算值一覽表”刪除。該表格引用 GB27504—2011《壓力表誤差表》guojia標準，僅在彈性模量溫度系數(shù)為 0.04%/℃的儀表中適用。儀表通常不標注彈性模量，檢定時也不具備判斷的基礎。在工業(yè)日新月異發(fā)展的今天，彈性材料的使用正在突破局限，而該附表適用范圍并不是很廣。

 

3 壓力表計量單位換算

在國際貿(mào)易全球化背景下，進出口產(chǎn)品交流頻繁，各種計量單位制的壓力表都在使用。其中，常見的有 MPa、kPa、hPa、Pa、bar、psi、mmHg、kgf/cm 2 等。因為檢定用的計量標準都是使用法定計量單位，所以要求操作人員對壓力計量單位換算關系具備清晰的認識和了解，并且能夠熟練掌握及運算。

 

4 #大允許誤差

隔膜壓力表的#大允許誤差采用引用誤差表示，公式如下：#大允許誤差值 = 儀表#大量程 × 表 1 相應等級#大允許誤差的百分比。本規(guī)程對同一壓力表的 2 個量程區(qū)間#大允許誤差設定不同的要求，而把各等級壓力表（4.0 級除外）測量上限 90%~100% 的#大允許誤差放寬至下一等級，這樣的規(guī)定相當科學。從安全角度考慮，壓力表一般不會滿量程使用，選用時已經(jīng)把量程擴大。由壓力表應用實況可知，其使用過程中，壓力值多在 1/2~3/4，測量上限 90% 以上很少使用。因此，依據(jù)實際工況及要求，在滿足使用條件的同時，把誤差等級放寬，確保其不會對儀表的正常、準確使用產(chǎn)生影響，并控制儀表生產(chǎn)、制造成本，減少不必要的浪費問題。

 

5 零位誤差

隔膜壓力表的零位，并非傳統(tǒng)意義上的零壓力，而是指壓力表在連通大氣時，指針指示值設定為零位。因為大氣壓受海拔高低變化等因素影響，各地均有差異，所以隔膜壓力表的零位不是一個點而是一個范圍區(qū)間。在檢定規(guī)程中，對2 種不同結構的壓力表零位誤差分別作出規(guī)定 ：一是帶有止銷的壓力表，在通大氣的環(huán)境下指針要緊靠止銷。因為有止銷限位，所以無“-”值。“縮格”范圍不超過#大允許誤差覺對值 ；二是指沒有止銷的壓力表，在通大氣環(huán)境下，指針應在零位標志范圍內(nèi)。因止銷指針不會隨氣壓變化而變動，所以有“±”值，零位標志的范圍應不超過#大允許誤差的2 倍。零位檢定通過肉眼觀察，在示值誤差升降壓檢定始未中進行。

 

6 示值誤差

壓力表示值誤差的檢定采用標準表示值與被檢表示值直接比較的方法進行，檢定點應在標有數(shù)字的分度線選取，一般情況不少于 4 個點。檢定時將標準表和被檢表安裝在壓力校驗儀上，零位檢定后，通過手動或者自動緩慢加壓到地衣個檢定點。當其處于穩(wěn)定狀態(tài)時，分別讀取兩個表示值，接著再輕敲被檢表的外殼或表面，讀取被檢表示值，輕敲前后的示值與標準表示值為該點的示值誤差，依此方法升壓檢定到測量上限，在上限點切斷壓力源，耐壓 3 分鐘后，依次降壓檢定到零位。該規(guī)程中，將標準表示值作為檢定點標準值，再讀被檢表的示值。由于標準表精度較高，其#大允許誤差不大于被檢表#大允許誤差的 1/4，在以數(shù)字表為標準表的操作中，會存在數(shù)值穩(wěn)定耗時長、檢定點定位較難的問題，此時，可考慮采用反校法進行檢定，即先以被檢表定位標準值，再讀標準表的示值。這種方法的檢定結果經(jīng)驗證是一致的，優(yōu)點是標準值定位快捷，工作效率高，但計算示值誤差時要與修正值計算進行區(qū)分，稍不注意正負號就會弄錯。

 

7 回程誤差

由于彈性元件材料的彈性程度不一，倘若彈性遲滯過大，會使壓力表產(chǎn)生較大的回程誤差。在該規(guī)程中，回程誤差是指是被同一檢定點在升降行程輕敲表殼后的示值與被檢壓力表示值之差的覺對值，回程誤差可在示值誤差檢定時進行。因為壓力表為彈性變形元件，一般不允許過載加壓，因此，當檢定點在測量上限時，不能夠進行回程誤差檢定。

 

8 指針偏轉平穩(wěn)性

在檢定過程中，儀表指針隨壓力變化而轉動，指針偏轉應處于平穩(wěn)狀態(tài)，無跳動或停滯卡頓等情況。無論壓力表為雙針雙管，還是雙針單管，處于偏轉狀態(tài)的 2 個指針應互不干擾。壓力表的指針轉動依靠彈簧元件變形和齒輪傳動機構相互作用。由于感壓元件為彈性材料、形狀變形、疲勞等，都會影響其形變復位，產(chǎn)生非線性作用力，也會因部件裝配錯位，影響活動機構靈活性。機芯齒輪崩齒毛刺、指針與表盤或表面玻璃剮蹭等，都會導致指針處于非平穩(wěn)偏轉狀態(tài)。因此，在檢定過程中，升降壓要緩慢均勻，不能忽大忽小、快速沖擊。該過程中，觀察指針偏轉情況，如有不平穩(wěn)現(xiàn)象，在短時間內(nèi)找出原因，排除故障。

 

9 檢定周期

彈性元件式隔膜壓力表為安全防護的工作計量器具，關乎生產(chǎn)安全，檢定周期不能隨意變更，否則會引發(fā)事故或設備故障等。該規(guī)程中，壓力表的檢定周期一般不超過 6 個月，安全防護類壓力表應納入強制檢定范疇，必須嚴格執(zhí)行，不可更改。一些壓力表，無須強制檢定，可依據(jù)使用環(huán)境及頻繁程度，對檢定周期長短作針對性考量。規(guī)程中，檢定周期方面的規(guī)定，既對強制檢定的壓力表進行有效的法制管理，又能夠使非重點安全領域的壓力表自主選擇使用單位。

 

10 結語

彈性元件式隔膜壓力表檢定規(guī)程，雖然篇幅不長，但專業(yè)性和專一性很強。其涵蓋常見的指針式壓力表，內(nèi)容系統(tǒng)清晰、具體合理。技術人員要根據(jù)檢定器具類別及要求，對該規(guī)程中的各項內(nèi)容作深入剖析，在符合規(guī)程要求的情況下，在實際操作中靈活運用格式化條款，使檢定工作更加準確、便利，具備可操作性。