彈性元件式一般壓力表檢定的一種簡化方法

顧全 黃莉 梁曉雄 徐擎 / 上海市計(jì)量測試技術(shù)研究院

0 引言

彈性元件式一般壓力表（以下簡稱壓力表），是機(jī)械式壓力表的一種。機(jī)械式壓力表的彈性敏感元件具有很高的機(jī)械強(qiáng)度以及生產(chǎn)方便等特性，使得機(jī)械式壓力表在各大工業(yè)過程控制或技術(shù)測量環(huán)節(jié)中得到廣泛的應(yīng)用。準(zhǔn)確度等級等于或低于1.0 級的壓力表、真空表及壓力真空表統(tǒng)稱為一般壓力表。JJG 52-2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表》檢定規(guī)程是用于指導(dǎo)壓力表計(jì)量檢定工作的技術(shù)規(guī)范。筆者結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，提出一種簡化壓力表檢定記錄的方法。

1 壓力表原始記錄簡化記錄方法

JJG 52-2013 中7.3.3 條明確規(guī)定了讀取被檢壓力表示值按分度值1/5 估讀，即壓力表的1/5 分度值所表示的壓力值是讀數(shù)的最小估讀值。根據(jù)JJG 52-2013 中7.2 條，壓力表需要讀取示值的項(xiàng)目有零位誤差、示值誤差、輕敲位移、回程誤差，這些都是按分度值的1/5 估讀。由于示值可以用標(biāo)準(zhǔn)值加示值誤差表示，示值誤差可以用分度值1/5 所表示的壓力值乘以整數(shù)倍表示，因而可以用這個(gè)整數(shù)值作為被檢壓力表讀取數(shù)據(jù)的記錄單位。原始記錄中需要填寫的數(shù)值有零位示值、被檢表示值、輕敲位移值及通過這些值計(jì)算出的數(shù)值，這些數(shù)值都可以用整數(shù)表示。其中需要注意的是，計(jì)算得到的數(shù)值在數(shù)學(xué)計(jì)算后不符合倍數(shù)的情況下，要根據(jù)情況使其符合分度值1/5 估讀的要求。比如上下行程示值平均計(jì)算后得到的儀表示值，在平均運(yùn)算后如果不滿足該條件，則取絕對誤差值最大的那個(gè)行程示值為最后的儀表示值結(jié)果。由于檢定結(jié)果整數(shù)化，不需要從估讀的格數(shù)再次計(jì)算出具體壓力示值。壓力表檢定原始記錄數(shù)據(jù)整數(shù)化，配合后面講到的判定表，使用整數(shù)比較判斷檢定結(jié)果。與傳統(tǒng)方法相比，省略由估讀格數(shù)計(jì)算具體壓力值和最大誤差，再通過等級及量程計(jì)算最大允許誤差，然后再比較過程，達(dá)到簡化流程、提高工作效率的目的。

如表1 所示，以一件量程為0 ～1 MPa，準(zhǔn)確度等級為1.6 級的壓力表的原始記錄為例。

表1 壓力表的原始記錄

該壓力表的分度值為0.020 MPa，1/5 分度值所表示的壓力值為0.004 MPa，當(dāng)以該值為示值單位時(shí)，原始記錄如表2 所示。

可以看到，檢定原始記錄數(shù)據(jù)整數(shù)化后，需要填寫的數(shù)字減少，達(dá)到工作效率提高的目的。不過當(dāng)需要判斷是否合格時(shí)，還需要與整數(shù)化的判定標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合，才能快速判定示值是否合格，這就需要下面所講到的快速查詢表。

表2 簡化后的壓力表原始記錄

2 常用壓力表的最大允許誤差的格數(shù)判定表

該查詢表是基于JJG 52-2013 對壓力表的規(guī)定，如果需要檢定的壓力表相應(yīng)檢定項(xiàng)目不符合規(guī)定，會(huì)導(dǎo)致檢定結(jié)果不合格。有一些規(guī)定將壓力表的量程和計(jì)量單位進(jìn)行了限制，從而能總結(jié)出一張簡便的表格，便于快速查詢出壓力表的1/5 格數(shù)判定數(shù)。這些規(guī)定如下：

1）JJG 52-2013 中3.2 條規(guī)定了壓力表使用的法定計(jì)量單位為Pa（帕斯卡），或是它的十進(jìn)倍數(shù)單位：kPa、MPa 等。即：在我國只能用帕斯卡和它的十進(jìn)倍數(shù)單位作為壓力計(jì)量單位；

2）JJG 52-2013 中 6.1.4 條規(guī)定測量范圍的上限應(yīng)符合以下系列中之一：（1×10n，1.6×10n，2.5×10n，4×10n，6×10n）/Pa、kPa 或 MPa， 式 中：n是正整數(shù)、負(fù)整數(shù)或零；

3）JJG 52-2013 中5.1 規(guī)定壓力表的準(zhǔn)確度等級及最大允許誤差應(yīng)符合表3 規(guī)定。

表3 壓力表的準(zhǔn)確度等級及最大允許誤差

以上3 條限制了可檢定壓力表的計(jì)量單位、量程和等級，使得符合檢定要求的壓力表的規(guī)格限制在一定范圍之內(nèi)。筆者經(jīng)多年經(jīng)驗(yàn)積累總結(jié)出常用壓力表規(guī)格量程與分度值和最大允許誤差、1/5 格數(shù)判定數(shù)之間關(guān)系的表格。1/5 格數(shù)判定數(shù)是用五分之一的分度值的整數(shù)倍數(shù)表示，是由最大允許誤差除以1/5 的最小分度值取整數(shù)而得。該表如表4 所示。

表4 中的“/10”、“/8”是表示將壓力表面上第一個(gè)不為零的數(shù)字分為多少等份。比如6 MPa 的壓力表，第一個(gè)不為零的數(shù)值為1，而0 與1 之間被分為10 等份，則最小估讀值表達(dá)式為(1/10)×1/5=0.02 MPa，其中的1/5 是表示最小分度值的 1/5。Y-150表示普通壓力表的表殼直徑為150 mm，Y-100 表示普通壓力表的表殼直徑為100 mm，Y-60 和Y-40 可以以此類推。

在表4 中，相同量程的壓力表的分度值和最大允許誤差相同，如 0 ～ 0.1 MPa 和真空表 0 ～ -0.1 MPa相同，0 ～ 0.4 MPa 和 -0.1 ～ 0.3 MPa 的相同，不再列舉。

量程成10 倍的壓力表的分度值和最大允許誤差也成10 倍，而1/5 格數(shù)判定數(shù)相同，如0 ～1 MPa表的量程是0 ～0.1 MPa 表量程的十倍，分度值和最大允許誤差也是它的十倍，而1/5 格數(shù)判定數(shù)相同，因而10 MPa 之后的表可以通過乘以10 計(jì)算出來，不再枚舉。

表4 1.6級常用壓力表量程與分度值和最大允許誤差、1/5格數(shù)判定數(shù)之間關(guān)系

表4 主要涉及的壓力表是日常檢定中常見的壓力表，并沒有包括所有規(guī)格的壓力表，如Y-40 的壓力表，與Y-100 的壓力表分度值不同，判定格數(shù)也會(huì)不同。

根據(jù)JJG 52-2013 可以得到，壓力表與示值有關(guān)的檢定項(xiàng)目有零位誤差、示值誤差、輕敲位移、回程誤差。其中零位誤差和示值誤差不超過最大允許誤差則認(rèn)為合格，輕敲位移不超過最大允許誤差絕對值的一半為合格，回程誤差不超過最大允許誤差的絕對值為合格。最大允許誤差在不同測量區(qū)間的值參見表3。結(jié)合上文所講簡化壓力表記錄的方法，壓力表讀取的示值經(jīng)整數(shù)化簡化后與查表4 所得的1/5 格數(shù)判定數(shù)比較可以得到示值項(xiàng)目是否合格。

以上文中的壓力表為例，該表量程為0～1 MPa，準(zhǔn)確度等級為1.6 級。經(jīng)計(jì)算得到在測量上限的（0～90）%量程中的最大允許誤差為±0.016 MPa。該量程中格數(shù)判定數(shù)為0.016 MPa 除以1/5 最小分度值0.004 MPa，整數(shù)化后即 4。依據(jù)表 3 在（90 ～ 100）%量程中，其等級按照降一級的2.5 級計(jì)算，則（90 ～100）%量程中的最大允許誤差為±0.025 MPa。對應(yīng)的格數(shù)判定數(shù)為0.025 MPa 除以1/5 最小分度值0.004 MPa，整數(shù)化后即6。傳統(tǒng)的計(jì)算方法是將表1 的原始記錄結(jié)果與計(jì)算得到的最大允許誤差相比較，這需要將每一個(gè)點(diǎn)的誤差格數(shù)計(jì)算成示值。而利用本文的方法后，無須再次計(jì)算，直接用格數(shù)和表中的判定數(shù)比較。比如經(jīng)查表4 在第六行可以看到，量程為1 MPa、分度值為 0.02 MPa 的壓力表在（0 ～ 90）%量程中格數(shù)判定數(shù)為4，在（90 ～100）%量程中格數(shù)判定數(shù)為6。結(jié)合上文所講的簡化壓力表記錄方法，可以用整數(shù)化表示：分別為（0 ～90）%量程中不超過4、（90 ～100）%量程中不超過6。從表2 可以看到，整數(shù)化后的最大示值誤差為-2，最大回程誤差為1，最大輕敲位移為1，可判定這幾項(xiàng)符合技術(shù)要求?？梢钥闯?，不需要原始記錄的繁瑣計(jì)算也可以通過查詢表判斷出示值項(xiàng)目是否合格。

3 結(jié)語

基于JJG 52-2013 對壓力表的量程、計(jì)量單位、分度值等規(guī)定，總結(jié)出常用壓力表的最大允許誤差的格數(shù)判定表。由于示值可以用標(biāo)準(zhǔn)值加示值誤差表示，利用JJG 52-2013 中壓力表的估讀方法，整數(shù)化簡化壓力表原始記錄，結(jié)果的整數(shù)值與查詢格數(shù)判定表所得數(shù)相比較，快速簡便地判定示值合格。這種壓力表檢定的簡化方法不再需要寫出每個(gè)具體示值并進(jìn)行計(jì)算比較，提高了效率，縮短了檢定時(shí)間。檢定人員可以按此方法總結(jié)出各種等級規(guī)格的壓力表查詢表，在檢定時(shí)隨時(shí)查詢，及時(shí)比較出示值結(jié)果，并且還可以配合Excel 等軟件處理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)更高效率更少錯(cuò)誤的電子記錄。