论文部分内容阅读
【摘要】精密压力表是当前应用的十分广泛的压力测量仪器，尤其是在工业领域中，可以通过精密压力表实现普通压力表无法测量的工业测量，也可以用来对腐蚀性介质的压力进行测量。在实际的应用过程中，由于受到各种因素的影响，可能会导致测量结果出现误差，这对于工业测量会产生一定的影响。基于此，本文就主要针对精密压力表的误差进行详细的分析。
【关键词】精密压力表；测量误差；工业测量
精密压力表在工业测量领域中有着广泛的应用，其不仅可以实现压力值测量，也可以实现量值的传递，当前广泛应用的精密压力表大多为0.4级，如何保证压力表的可靠性是当前我们面对的重点问题。误差是影响测量可靠性的主要因素，因此对于误差进行分析，能够帮助测量人员更有效的调节测量并且获得准确的测量结果。
一、精密压力表测量原理
常用的精密压力表如图1-1所示：
精密压力表实现压力测量的原理是：从图中可以看出，在压力表的内部装有一个椭圆形的弹簧管，弹簧管的一端固定，另一端与杠杆相连接，在齿轮轴上对指针进行固定。在进行测量时，内部的弹簧管受到压力，形状就会产生变化，由椭圆形逐渐向外延伸，弹簧管受到的压力越大，则其延伸的力度就越大，当弹簧管的压力达到一定程度时，就会通过另一端的杠杆，将作用力传递到齿轮，再经过齿轮传递到指针，指针就会转动，表示出当前容器内部的压力值。当压力撤销，弹簧管恢复原状，指针恢复到零位。在实际的测量工作中，通常会将精密压力表与压力校验仪器进行联合应用，能够有效的提高压力测验的准确性。
二、精密压力表常见的误差形式
1.仪器设备误差 仪器设备误差的形成主要是由于测量仪器本身的精度不够，因此在测量结果与实际的压力值之间产生一定的偏差。在实际的测量活动中，通常都需要使用精密压力表度对普通的压力表进行测试，所以都会对压力表的误差进行调整，以此保证测量结果的准确性。但是由于某些原因，没有进行误差调整就直接进行测量，就容易产生误差。出现仪器设备误差的原因，主要是：第一，极限误差。上级标准器的极限误差是影响仪器设备准确性的主要原因，因为有些压力表的量值都是通过二等标准活塞式压力计进行传递，其标准的误差在≤0.05%属于正常范围，如果大于该误差值，就会超出极限误差的范围，进而导致误差值不断增加，影响测量结果的可靠性。第二，基本误差。当使用精密压力表对普通压力表进行测量时，就会产生示值误差、回程误差和轻敲位移等问题。
2.人员误差 人员误差的产生是由于操作人员所引起的，如操作方式不当、多人同时操作的配合不默契以及操作人员的心理素质等，都可能会引起误差的产生。第一，常见的人员误差是由于操作方式不当所引起的。有的操作人员对于测量规程和操作方法没有完全深入的了解，或者是自作主张的对操作程序进行变化和简化，而导致测量结果与实际的压力值产生较大的误差。第二，对测量结果的错误处理也可能会引起误差。数据处理是一个繁琐的、精密的过程，有很多人类肉眼看不到的差错，都可能会对处理结果产生巨大的影响。所以，如果操作人员不能熟练掌握数据处理的过程，或者是有些习惯性只进不舍的操作规则，就会导致测量结果产生巨大的误差。第三，多个操作人员的配合不默契，也可能会引起误差。一般在使用精密压力表时都提倡一个人单独操作，因为多人同时操作时，如果配合不当或者是对压力表的理解程度不同，很容易产生分歧，这对于测量结果来说，毫无意义。第四，操作人员的心理素质和情绪变化等因素都可能也会引起误差。如果操作人员在长时间工作的状态下，身体和精神都处在疲劳的状态，很容易产生烦躁、焦虑、压抑等情绪，导致精神不集中，在这种情况下就会使得操作出现一些难以察觉的错误，因此而造成误差。
3.环境误差 当使用精密压力表对普通压力表进行检验时，必须要满足精密压力表的使用环境，但是并不是由于温度或者气候等因素所引起的误差，而是由于精密压力表本身的结构和元件决定了其工作环境的温度，由于工作环境的温度不同，就会对压力表的弹性系数产生不同的影响，这时就容易引起误差。通常情况下，这种使用环境造成的误差并不是对温度进行控制就可以修正，因为环境中的温度因素已经被作为一个不测量确定度进行测量。一般的精密压力表在使用过程中，其使用温度一般是保持在20℃左右，其温差大概在5℃左右，其温度系数不能够小于整体环境温度的0.4%℃。
三、精密压力表误差的来源与应对措施
精密压力表在使用的过程中，是否能够保证其测量的准确性，是人们关注的重点问题。而压力表在测量过程中形成的故障，大多与压力表的指示不准确有关，常见的误差来源主要有以下几种：
1.外力因素 精密压力表在受到外部因素影响时就会产生指示不准的情况，如测量的温度过高或过低、荷载过重等，都可能对压力表指示产生影响。当压力表在高温或者超负荷的情况下运转时，内部的弹簧管就会长期处在变形的状态，甚至永久变形而对其弹性产生影响，这时就无法显示正确的压力值。对此，必须要对压力表的使用环境进行有效的控制，避免其在高温、冷冻、振动的环境下工作，也要预防过大的压力负荷，避免压力表在超负荷的状态下运转，能够有效的保证其测量结果的准确性。
2.指针不在零位 当压力表的指针不在零位，就会影响其测量结果的准确性，造成指针不在零位的主要原因，既是弹性元件失去弹性或者脱落而无法自动回弹，也可能是指针弯曲变形或者压力表内部有堵塞现象，针对这一问题要通过适当的处理，将指针恢复到零位，才能保证指示的准确性。
3.指针抖动 指针抖动是压力表测量过程中一种常见的现象，指针抖动指的是指针无法准确的停留在某一刻度，而是不同的晃动，造成这一现象的主要原因可能是游丝受到破坏或者是连接齿轮的螺栓被卡死，这时需要对压力表的内部结构进行检验，找到问题所在，便能够解决这一问题。
4.指针不动 压力表的指针在某些情况下，即使受到外部压力的作用指针也会静止不动，这就无法对压力进行测量。针对这一问题，要对压力表的管道和齿轮进行检查，可能是由于管道堵塞或者齿轮松动等原因造成的。
结束语
总之，在精密压力仪器的使用过程中，由于受到各种因素的影响可能会产生不同的误差，在实际的测量过程中，需要针对不同的误差采取有效的预防措施，尽量将误差降到最低，从而提高测量的准确性。
参考文献
[1]马青松.浅谈弹簧管（精密）压力表误差产生的因素及有关注意事项[J].计测技术，2007（02）
[2]马开平.浅谈精密压力表的误差分析[J].计量与测试技术，2013（090
[3]张涛.精密压力表误差特性分析[J].中国化工贸易，2013（01）
[4]鲁炯明.温度对压力表检定时造成误判的探讨[J].计量与测试技术，2012（11）
[5]黄文虎.精密压力表示值误差测量结果的不确定度评定[A].第七届全国工业计量与控制技术交流会[C]，2012.
【关键词】精密压力表；测量误差；工业测量
精密压力表在工业测量领域中有着广泛的应用，其不仅可以实现压力值测量，也可以实现量值的传递，当前广泛应用的精密压力表大多为0.4级，如何保证压力表的可靠性是当前我们面对的重点问题。误差是影响测量可靠性的主要因素，因此对于误差进行分析，能够帮助测量人员更有效的调节测量并且获得准确的测量结果。
一、精密压力表测量原理
常用的精密压力表如图1-1所示：
精密压力表实现压力测量的原理是：从图中可以看出，在压力表的内部装有一个椭圆形的弹簧管，弹簧管的一端固定，另一端与杠杆相连接，在齿轮轴上对指针进行固定。在进行测量时，内部的弹簧管受到压力，形状就会产生变化，由椭圆形逐渐向外延伸，弹簧管受到的压力越大，则其延伸的力度就越大，当弹簧管的压力达到一定程度时，就会通过另一端的杠杆，将作用力传递到齿轮，再经过齿轮传递到指针，指针就会转动，表示出当前容器内部的压力值。当压力撤销，弹簧管恢复原状，指针恢复到零位。在实际的测量工作中，通常会将精密压力表与压力校验仪器进行联合应用，能够有效的提高压力测验的准确性。
二、精密压力表常见的误差形式
1.仪器设备误差 仪器设备误差的形成主要是由于测量仪器本身的精度不够，因此在测量结果与实际的压力值之间产生一定的偏差。在实际的测量活动中，通常都需要使用精密压力表度对普通的压力表进行测试，所以都会对压力表的误差进行调整，以此保证测量结果的准确性。但是由于某些原因，没有进行误差调整就直接进行测量，就容易产生误差。出现仪器设备误差的原因，主要是：第一，极限误差。上级标准器的极限误差是影响仪器设备准确性的主要原因，因为有些压力表的量值都是通过二等标准活塞式压力计进行传递，其标准的误差在≤0.05%属于正常范围，如果大于该误差值，就会超出极限误差的范围，进而导致误差值不断增加，影响测量结果的可靠性。第二，基本误差。当使用精密压力表对普通压力表进行测量时，就会产生示值误差、回程误差和轻敲位移等问题。
2.人员误差 人员误差的产生是由于操作人员所引起的，如操作方式不当、多人同时操作的配合不默契以及操作人员的心理素质等，都可能会引起误差的产生。第一，常见的人员误差是由于操作方式不当所引起的。有的操作人员对于测量规程和操作方法没有完全深入的了解，或者是自作主张的对操作程序进行变化和简化，而导致测量结果与实际的压力值产生较大的误差。第二，对测量结果的错误处理也可能会引起误差。数据处理是一个繁琐的、精密的过程，有很多人类肉眼看不到的差错，都可能会对处理结果产生巨大的影响。所以，如果操作人员不能熟练掌握数据处理的过程，或者是有些习惯性只进不舍的操作规则，就会导致测量结果产生巨大的误差。第三，多个操作人员的配合不默契，也可能会引起误差。一般在使用精密压力表时都提倡一个人单独操作，因为多人同时操作时，如果配合不当或者是对压力表的理解程度不同，很容易产生分歧，这对于测量结果来说，毫无意义。第四，操作人员的心理素质和情绪变化等因素都可能也会引起误差。如果操作人员在长时间工作的状态下，身体和精神都处在疲劳的状态，很容易产生烦躁、焦虑、压抑等情绪，导致精神不集中，在这种情况下就会使得操作出现一些难以察觉的错误，因此而造成误差。
3.环境误差 当使用精密压力表对普通压力表进行检验时，必须要满足精密压力表的使用环境，但是并不是由于温度或者气候等因素所引起的误差，而是由于精密压力表本身的结构和元件决定了其工作环境的温度，由于工作环境的温度不同，就会对压力表的弹性系数产生不同的影响，这时就容易引起误差。通常情况下，这种使用环境造成的误差并不是对温度进行控制就可以修正，因为环境中的温度因素已经被作为一个不测量确定度进行测量。一般的精密压力表在使用过程中，其使用温度一般是保持在20℃左右，其温差大概在5℃左右，其温度系数不能够小于整体环境温度的0.4%℃。
三、精密压力表误差的来源与应对措施
精密压力表在使用的过程中，是否能够保证其测量的准确性，是人们关注的重点问题。而压力表在测量过程中形成的故障，大多与压力表的指示不准确有关，常见的误差来源主要有以下几种：
1.外力因素 精密压力表在受到外部因素影响时就会产生指示不准的情况，如测量的温度过高或过低、荷载过重等，都可能对压力表指示产生影响。当压力表在高温或者超负荷的情况下运转时，内部的弹簧管就会长期处在变形的状态，甚至永久变形而对其弹性产生影响，这时就无法显示正确的压力值。对此，必须要对压力表的使用环境进行有效的控制，避免其在高温、冷冻、振动的环境下工作，也要预防过大的压力负荷，避免压力表在超负荷的状态下运转，能够有效的保证其测量结果的准确性。
2.指针不在零位 当压力表的指针不在零位，就会影响其测量结果的准确性，造成指针不在零位的主要原因，既是弹性元件失去弹性或者脱落而无法自动回弹，也可能是指针弯曲变形或者压力表内部有堵塞现象，针对这一问题要通过适当的处理，将指针恢复到零位，才能保证指示的准确性。
3.指针抖动 指针抖动是压力表测量过程中一种常见的现象，指针抖动指的是指针无法准确的停留在某一刻度，而是不同的晃动，造成这一现象的主要原因可能是游丝受到破坏或者是连接齿轮的螺栓被卡死，这时需要对压力表的内部结构进行检验，找到问题所在，便能够解决这一问题。
4.指针不动 压力表的指针在某些情况下，即使受到外部压力的作用指针也会静止不动，这就无法对压力进行测量。针对这一问题，要对压力表的管道和齿轮进行检查，可能是由于管道堵塞或者齿轮松动等原因造成的。
结束语
总之，在精密压力仪器的使用过程中，由于受到各种因素的影响可能会产生不同的误差，在实际的测量过程中，需要针对不同的误差采取有效的预防措施，尽量将误差降到最低，从而提高测量的准确性。
参考文献
[1]马青松.浅谈弹簧管（精密）压力表误差产生的因素及有关注意事项[J].计测技术，2007（02）
[2]马开平.浅谈精密压力表的误差分析[J].计量与测试技术，2013（090
[3]张涛.精密压力表误差特性分析[J].中国化工贸易，2013（01）
[4]鲁炯明.温度对压力表检定时造成误判的探讨[J].计量与测试技术，2012（11）
[5]黄文虎.精密压力表示值误差测量结果的不确定度评定[A].第七届全国工业计量与控制技术交流会[C]，2012.