壓力表的計量檢定及誤差分析
壓力表是工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中經(jīng)常使用的一種儀器，現(xiàn)在在工業(yè)過程控制和技術(shù)測量中使用范圍日漸廣泛。雖然在現(xiàn)代技術(shù)的支 撐下，壓力表的精度得到了很大提升，但是誤差仍是難以避免的因素，這會對壓力表的計量結(jié)果造成重要的影響，導(dǎo)致誤差出現(xiàn)的主 要原因有儀器設(shè)備、人為因素以及測量誤差等方面。
0.引言
當(dāng)前，隨著數(shù)字壓力計量器準(zhǔn)確度越來越高，并且操 作相對簡單、對數(shù)方便等特點,使得數(shù)字計量器具在各個 領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。壓力表是經(jīng)常使用的一種常見計量 器具，其準(zhǔn)確性對設(shè)備正常運行有著十分重要的影響，因 此,必須對壓力表進(jìn)行定期檢定工作。在檢定工作當(dāng)中，由 于在進(jìn)行檢定工作時其示值和變動量都是通過估讀方式 得出的，這樣估讀誤差是會產(chǎn)生一定影響，因此對檢定工 作誤差進(jìn)行研究具有很重要的作用。
1.壓力表計量檢定分析
當(dāng)前,在對壓力表進(jìn)行檢定時,采用精密壓力表檢定 一般壓力表。在進(jìn)行檢定工作當(dāng)中允許的誤差值不應(yīng)大于 被檢表允許誤差絕對值的四分之一。在曰常檢定工作當(dāng)中一般采用0.4級標(biāo)準(zhǔn)壓力表檢定1.6級或者是2.5級的一 般壓力表。在檢定工作當(dāng)中一般使用無腐蝕性的液體,一 般壓力表需要在（20±5)攝氏度環(huán)境下放置兩個小時才可 以進(jìn)行檢定。檢定工作主要內(nèi)容分為三個方面。
一是外觀檢査。壓力表的各個部件應(yīng)該安裝十分牢 固，并且沒有松動現(xiàn)象。在壓力表盤上的各個標(biāo)志要十分 清晰,指針指示端的寬度不能大于分度線的寬度，并且需 要覆蓋最短分段線長度的1/3以上。
二是對檢査零位。在沒有壓力的狀態(tài)之下，帶有止銷 的壓力表,其指針應(yīng)該緊緊依靠止銷,在沒有止銷的壓力 表當(dāng)中，指針應(yīng)該位于零位標(biāo)志之內(nèi)，并且零位標(biāo)志不能 夠超過各準(zhǔn)確等級規(guī)定的允許誤差絕對值的兩倍。
三是對壓力表示值進(jìn)行檢定。示值檢定是對壓力表進(jìn) 行檢定的重要的工作環(huán)節(jié)。在檢定工作當(dāng)中需要對壓力表 進(jìn)行示值誤差、回程誤差以及輕敲位移檢定。對于一般壓 力表我們也通常檢定標(biāo)有數(shù)字的分度線的幾個壓力點,在 進(jìn)行檢定當(dāng)中一般都不會少于5個。在進(jìn)行檢定工作當(dāng) 中，要逐步平穩(wěn)的進(jìn)行升壓工作，并且要對各個檢定點示 值進(jìn)行檢定。
2.壓力表檢定常見誤差分析
2.1壓力表儀器誤差
在利用比較精密的儀器對一般壓力表進(jìn)行測量時， 主要會產(chǎn)生三種形式的誤差，具體指的是示值誤差、回程 誤差以及輕敲位移。首先,示值誤差主要指的是壓力表所 顯示的壓力值與被測物體實際壓力值之間存在偏差，這 樣會間接的造成示值計算過程當(dāng)中會出現(xiàn)誤差，并且得 到客觀、準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)。在進(jìn)行測量的過程當(dāng)中如果使 用S21作為示值誤差，用A表示基本誤差當(dāng)中所設(shè)定的所 允許的誤差絕對值的范圍，那么誤差公式則可以用|S21 | 燮A進(jìn)行表示。其次，回程誤差指的是在相同的條件下， 被測量值不變，那么計量器具形成方向不同其示值質(zhì)差 的絕對值，同時也被稱之為滯后誤差，如果使用S22來表 示基本誤差在回程期間所引起的誤差值，用A來表示壓 力表所允許的壓力的絕對值范圍那么回程誤差公式具體可以使| S22 |燮A近代性表示。最后，輕敲位移誤指的是工 作人員在具體工作當(dāng)中使用手指輕壓壓力表外殼時導(dǎo)致 的示值以及變動量，以對誤差值進(jìn)行表示，用A來表 示壓力表所允許的絕對誤差值范圍，那么就有輕敲位移 誤差公式：|S23 |燮A/2。
2.2人為誤差
人為誤差指的是在使用精密壓力表時，由于人為因素 造成的壓力表讀數(shù)誤差。在進(jìn)行計算工作當(dāng)中，這一誤差 經(jīng)常以分度值的1/10進(jìn)行計算。在0.4級壓力表最少分格 數(shù)為80倍。其對應(yīng)的誤差公式可依使用|燮0.125%進(jìn) 行表示。在對壓力表進(jìn)行檢定的過程當(dāng)中，由于人為因素 導(dǎo)致的誤差是常見的,也是由于外在因素導(dǎo)致的誤差所占 的比重的最大的。導(dǎo)致這種誤差出現(xiàn)的原因主要包括誤 讀、誤視和誤算。
2.3測量誤算
測量誤算也是導(dǎo)致在進(jìn)行壓力表檢定當(dāng)中出現(xiàn)誤差 的重要原因，引起這種誤差出現(xiàn)的主要原因是對計量儀器 擺放不當(dāng)或者是放置方式不合理引起的。在進(jìn)行測量的過 程當(dāng)中，如果將測量器放在不平臺的地方，或者是放置角 度不合理,在進(jìn)行測量的過程中就容易出現(xiàn)誤差。
3.壓力表檢定中允許基本誤差計算
在對壓力表進(jìn)行檢定過程中，首先必須對允許的基本 誤差進(jìn)行計算,之后才能檢定壓力表，以査看檢定壓力表 中的各個點的示值是否超出其所允許的范圍。根據(jù)檢定的 規(guī)程可以得知,某一精度的壓力表只有一個允許的基本誤 差,而不可能存在有壓力表所允許的多個基本誤差。壓力 表的所允許的基本誤差指的是符合與檢定規(guī)程所規(guī)定的 精度等級的最大誤差。并且誤差的數(shù)值等于儀表測量范圍 與被檢測儀表精度等級的百分號的乘積。在檢定工作當(dāng)中 壓力表所允許的基本誤差適用于所有的點。因此，可以指 出一塊壓力表也只能允許一個基本誤差,不可能存在有多 個誤差。
以0-6MPa的1.5級壓力表為例，在檢定1MPa和 4MPa的兩點時，其所允許的基本誤差是A=6x (±1.5%) =±0.09MPa,也就是在檢定1MPa和4MPa的兩點，其所 允許的基本誤差為±0.09MPa。在進(jìn)行鑒定時，在確定基 本誤差的過程中，不能使用1 x(±1.5%) =0.015MPa,4x (±1.4%) =±0.06MPa的計算方法，也不能將其作為在檢定 1MPa和4MPa兩個點時所允許的基本誤差。
4.壓力表檢定中數(shù)值的正確讀取
在進(jìn)行壓力表的表盤的制作當(dāng)中,根據(jù)相關(guān)的制作要 求，壓力表的刻度盤應(yīng)該按照順時針的方向進(jìn)行分度,數(shù) 值、表現(xiàn)間分度值應(yīng)取偶數(shù)或者是取5的倍數(shù)。根據(jù)在壓 力表制作中對刻度盤的具體要求,不同的壓力表其所負(fù)責(zé) 測量的范圍有著嚴(yán)格的區(qū)別，這也使分度盤上的分度值也 是不同的，因此,在進(jìn)行壓力表檢定工作時,對最小分度值 的讀數(shù)也是不一樣的。在進(jìn)行壓力表檢定工作當(dāng)中，由于 工作人員誤讀，往往會導(dǎo)致在壓力表檢定當(dāng)中的誤差,進(jìn) 而使計算結(jié)果出現(xiàn)偏差,使檢定工作失敗。在對檢定壓力 表示值進(jìn)行讀取時,根據(jù)相關(guān)規(guī)程規(guī)定,讀數(shù)應(yīng)該具體讀 到1/10分格。根據(jù)壓力表表盤刻度的要求,在對壓力表的
示值進(jìn)行讀取時會面臨三種情況：
首先,在對檢定表示值進(jìn)行讀取的過程中，當(dāng)壓力表 刻度盤的最小分度值出現(xiàn)1的數(shù)字時，例如1,0.1等時， 在讀取壓力表刻度盤最小分度值的1/10時，最后一位可 以出現(xiàn)從0到9的數(shù)字,0到60MPa的壓力表，其最小刻 度盤的分度值是1,最小分度值的1/10是0.1,因此在對壓 力表的示值進(jìn)行估讀到的小數(shù)點后一位可以出現(xiàn)0到9 的數(shù)字,例如2.2,11.1,30.9等等。
其次，在對壓力表刻度值的最小分度值出現(xiàn)2的數(shù) 字時，在讀最小分度值1/10時，最后一位只能夠出現(xiàn)偶 數(shù)，并且不能出現(xiàn)奇數(shù)，在對1到10MPa的壓力表進(jìn)行 檢定過程當(dāng)中，如果其最小的分度值是0.2,那么最小分 度值的十分之一就是0.02,因此，在對壓力表進(jìn)行檢定時 示值應(yīng)該估讀到小數(shù)點之后的兩位，并且在進(jìn)行估讀的 時候只能出現(xiàn)偶數(shù)，不能出現(xiàn)奇數(shù)，例如0.82、4.24、9.22 等等。
最后，在進(jìn)行示值讀取,在壓力表刻度盤最小分度值 出現(xiàn)帶5的數(shù)字時,在讀取最小的分度值1/10時,最后一 位出現(xiàn)的只能是0和5兩個數(shù)字，而不能出現(xiàn)其他的數(shù) 字。在0-1MPa的精密壓力表,其最小的分度值是0.005, 這樣最小分度值的十分之一就是0.0005,在對示值進(jìn)行估 讀的過程中，估讀數(shù)要到小數(shù)點后四位，并且只能是0或 者是5兩個數(shù)字,例如,0.2535,0.9525等等。
在上面所提到的三種讀數(shù)情況,在一般情況下被稱之 為壓力表的讀數(shù)工作,并且適用于在精密壓力表和工業(yè)壓 力表的示值的讀取,這也是每一個壓力表檢定工作人員所 必需掌握的規(guī)則，在進(jìn)行檢定讀數(shù)時要嚴(yán)格遵循讀規(guī)則， 在進(jìn)行檢定中，壓力表的估讀值是已經(jīng)確定的，在有的壓 力表估讀數(shù)值時任意增加或者是任意減少小數(shù)點后面的 位數(shù)，例如上文中多提到的在進(jìn)行0到60MPa的壓力表 讀數(shù)時，將11.1讀成11.15,采用這種讀法雖然在后面又 增加了一位,提高了精度,其實事實并非如此。在進(jìn)行讀數(shù) 11.1中的0.1已經(jīng)是估計數(shù)，而11.15也是估計數(shù),但是， 在0到60MPa的表盤上5這個數(shù)字是無法在刻度盤上讀 出來的，因此,也是虛假無效的,這相當(dāng)于在讀數(shù)的過程當(dāng) 中，將0.1作為準(zhǔn)確的數(shù)字，而實際上0.1是估讀的，這樣 在進(jìn)行壓力表檢定時就會出現(xiàn)誤差,不會提高精度。因此， 在對示值進(jìn)行讀取時,要嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)程的規(guī)定,避免 畫蛇添足。
5.結(jié)語
壓力表的計量檢定工作是一項基礎(chǔ)性的工作，并涉及 到工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究等國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展諸多領(lǐng)域。 在對壓力表進(jìn)行計量檢定工作當(dāng)中，要秉持著客觀公正、 嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的態(tài)度，這樣才能夠為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)提 供強(qiáng)有力的保障。
