壓力表檢定中標(biāo)準(zhǔn)示值估讀誤差分析

楊金梁

[摘 要]本文結(jié)合規(guī)程及相關(guān)要求中所擬定的示值估讀標(biāo)準(zhǔn)，分析其引起壓力表分度值誤差的人文誤差原因，并在此基礎(chǔ)上，對壓力表的最大允許誤差以及準(zhǔn)確度等級進(jìn)行了總結(jié)處理，最后分別基于理論分析與實例分析兩個層面，對其示值估讀誤差進(jìn)行分析，確定更加直觀的標(biāo)準(zhǔn)示值估讀誤差。

[關(guān)鍵詞]壓力表；檢定；標(biāo)準(zhǔn)示值估讀誤差

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.16.059

[中圖分類號]TH812 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）16-00-02

伴隨著數(shù)字壓力計量器具操作越來越簡單方便、準(zhǔn)確度越來越高，以及讀數(shù)越來越簡單的發(fā)展趨勢，壓力測量在各個領(lǐng)域得到了廣泛推廣。不少計量部門紛紛將其作為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，但這導(dǎo)致壓力表的精度逐漸成為了關(guān)注的重點，為此，人們要實現(xiàn)對壓力表示值誤差的控制，就必須加強(qiáng)對其的定期檢定。在進(jìn)行壓力表的檢定過程中，變動量與示值均是通過估讀的方式進(jìn)行實現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)示值估讀誤差也會對其產(chǎn)生相應(yīng)的影響，因此，對標(biāo)準(zhǔn)示值估讀誤差進(jìn)行分析，可更好地提升壓力表的檢定質(zhì)量和效率。

1 準(zhǔn)確度等級與最大允許誤差

壓力表所允許的最大誤差主要是通過計算來確定的，根據(jù)其量程的百分比進(jìn)行確定。通常情況下，除了4.0等級的壓力表，其他的最大允許誤差基本保持一致，如，2.5等級、1.5等級的壓力表，其測量的上限均為90%～100%，因此，必須放寬到下一個等級的不能超出90%的最大允許誤差，這主要是因為在實際運用期間，壓力表通常只能測定其上限的一半左右，為此，測量其上限的10%是沒有任何用處的，為此，壓力表的測量上限通常為90%～100%，而其誤差所能允許的寬度為90%，一方面，其能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)成本的有效控制；另一方面，這種處理方法并不會對儀表的準(zhǔn)確度帶來較大影響。

在對常規(guī)壓力表實施檢定期間，壓力表的示值誤差檢定點主要是結(jié)合標(biāo)示數(shù)字的分度線來獲得，最末端檢定點通常可將其作為壓力表的上限值。為此，在計量性能檢定要求中，并沒有按照將上述觀點以文字進(jìn)行表述，并且在附錄A中（經(jīng)過簡化處理后的附錄A見表1），其檢定記錄格式中也并未將檢定點的最大允許誤差進(jìn)行獨立列舉，而是在檢定記錄表中將其設(shè)定為“最大示值誤差”，但針對壓力表的測量上限90%～100%的檢定點，以及其他檢定點之間的差異是非常模糊的。除此之外，在記錄中表達(dá)的是被檢壓力表所有檢定點的檢定示值等進(jìn)行對比，從而獲取最大示值誤差，這表示把測量上限的（90～100）%的檢定點示值誤差和其他檢定點的示值誤差進(jìn)行對比，從而得出最大示值誤差，而實際情況卻是測量上限的（90～100）%的合格判定標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)放寬到下一個等級不超過90%的最大允許誤差，這個計量特點并未根據(jù)這個檢定規(guī)程準(zhǔn)確執(zhí)行。

在測量彈性元件式的常規(guī)壓力表的過程中，其上限應(yīng)當(dāng)實施相關(guān)耐壓的檢定，從而表明在壓力的作用下，壓力表能夠出現(xiàn)相應(yīng)的彈性效應(yīng)，而這個點通常是在極限工作的情況下才能實現(xiàn)，為此，以測量上限的（90～100）%進(jìn)行合格判定要和其他檢定點區(qū)分開來。

本文認(rèn)為，該檢定記錄的格式有非常明顯的漏洞存在，為此，需對記錄格式做出相應(yīng)的調(diào)整。附錄A中相關(guān)記錄信息對最大允許誤差進(jìn)行了表示，并將測量上限90%～100%的最大允許誤差列入其中，還要把附錄A中示值檢定記錄格式進(jìn)行更改，對檢定點進(jìn)行獨立合格判定，摒棄以往同其他檢定點對比分析最大示值誤差和最大回程誤差。

2 理論分析

選取一般的壓力表作為本次檢定研究的對象，以數(shù)字壓力校驗儀來作為標(biāo)準(zhǔn)儀器。若假設(shè)壓力表所能夠測量的上限為M，分度值為R，精確度的等級為K；若所選取的檢定點設(shè)定為X0，并且X0低于M的90%，以升壓進(jìn)行檢定，并分析其標(biāo)準(zhǔn)示指估讀誤差。與此同時，假設(shè)X2為壓力表上的讀數(shù)，而X1為數(shù)字壓力校驗儀上的讀數(shù)。

首先，對標(biāo)準(zhǔn)儀器上讀數(shù)實施調(diào)整處理，進(jìn)行壓力表上的讀數(shù)，這種情況下，X1=X0，X2=X0+1/5nR。那么其示值誤差的計算公式如下：

（1）

其次，對壓力表上的讀數(shù)實施調(diào)整處理，并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)儀器上的讀數(shù)，在這種情況下，X1=X0，通過反校驗的方法來進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。那么其示值誤差的計算公式如下：

（2）

根據(jù)上述公式（1）與公式（2）的計算，并不能夠明確e1與e2之間的關(guān)系，但可以通過上述環(huán)節(jié)，對其之間的聯(lián)系進(jìn)行明確。在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)儀器上讀數(shù)的調(diào)整處理以及對壓力表進(jìn)行讀數(shù)的過程中，盡管已經(jīng)能夠明確壓力表讀數(shù)是受到示值估讀的影響，實際上卻是假設(shè)檢定人員示指估讀選擇了錯誤的估讀方式，那么壓力表上所顯示的壓力就處于一個固定的范圍內(nèi)，但由于壓力表本身的準(zhǔn)確度受到限制，其分度值也并不是非常精密，因此，無法對其實際壓力值進(jìn)行讀取。為了方便對其進(jìn)行探索，假設(shè)壓力表顯示結(jié)果偏大，那么即可獲得以下示值估讀公式，實現(xiàn)誤差量的計算：

?=|e1-e2|（3）

3 實例分析

為對文中的論點進(jìn)行驗證，本文選取了一塊壓力表進(jìn)行檢定，該壓力表的精度為1.6，量程為10 MPa，分度值為0.2 MPa；選取數(shù)字壓力校驗儀作為標(biāo)準(zhǔn)儀，其能夠顯示出5位數(shù)字，準(zhǔn)確度等級達(dá)到了0.05級，從1 MPa～10 MPa確定6個檢定點。

第一，對標(biāo)準(zhǔn)儀上的標(biāo)稱壓力進(jìn)行調(diào)整，即可獲得壓力表上的讀數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)檢定；第二，通過調(diào)整壓力表上的標(biāo)稱壓力，即可獲得數(shù)字壓力校驗儀上讀數(shù)的檢定數(shù)據(jù)；第三，結(jié)合反校驗方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，根據(jù)公式（3）的計算方法進(jìn)行計算，結(jié)果顯示，其示值估讀引入誤差最大值為0.33%；第四，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，本次所選取的壓力表，其在1 MPa～10 MPa范圍內(nèi)，允許誤差值為0.6%，而當(dāng)其達(dá)到10 MPa時，其允許的最大誤差為2.5%。根據(jù)該結(jié)果看，其獲得的示值誤差與理論值相比更為接近，直接讀數(shù)獲得的結(jié)果明顯偏大。

4 標(biāo)準(zhǔn)示值估讀誤差直觀清晰

在進(jìn)行檢測的過程中，檢定人員主要是通過變動量與示指兩個項目的獲取，實現(xiàn)對估讀的獲取，而回程誤差t主要經(jīng)過計算獲得。具體而言，估讀示值是要先讀取整數(shù)部分，然后再估讀小數(shù)部分，在對兩部分進(jìn)行簡單計算，其代數(shù)和就是示值。

在估讀相關(guān)小數(shù)部分時，結(jié)合多年的實際經(jīng)驗以及所掌握的情況分析發(fā)現(xiàn)，分度值的倍數(shù)可以用來參考示值估讀結(jié)果，即通過針偏離Xi點的寬度大約分度值0.1的倍數(shù)進(jìn)行估讀。此時所獲得的數(shù)值，可以是一個負(fù)數(shù)，也可以是一個正數(shù)，若指針處于Xi點的里面，那么該數(shù)值即為負(fù)數(shù)，若處于為外側(cè)，那么該數(shù)值為正數(shù)。

根據(jù)上述計算所獲得的結(jié)果看，在檢定壓力表的過程中，人們可對附錄A進(jìn)行簡化處理，并對其實施檢定記錄，首先需要將示值誤差δi作為一次計算來獲取示值，與此同時，判斷示值是否出現(xiàn)了超差的情況。通過示值即可對允許誤差以及示值誤差的范圍進(jìn)行獲取和對比，除此之外，通過分析還可了解到，經(jīng)過對示值誤差進(jìn)行輕輕敲擊的方式進(jìn)行檢定，一方面更加直觀、簡便；另一方面這與操作習(xí)慣和檢查方法更加符合，可更好地實現(xiàn)對運算程序的縮減，且不會對其他的檢定項目造成較大影響。

5 結(jié) 語

從本文的分析來看，無論是對誤差進(jìn)行分析，還是對其進(jìn)行實例驗證，通過直接讀取壓力表的檢定結(jié)果的方法，與其要求的規(guī)定并不符合，誤差、示值、誤差數(shù)據(jù)以及理論示值等之間具有較大的差距，經(jīng)過對數(shù)據(jù)進(jìn)行稍稍的處理，其誤差、示值以及理論值之間的差距即可得到有效縮小。

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