彈簧管壓力表檢定

1、彈簧管壓力表檢定第1頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 第一節(jié) 彈性元件及特性 前面已介紹了幾種常用的測壓儀器中，如活塞壓力計，液體壓力計?，F(xiàn)在向大家介紹另一種壓力儀表 彈簧式壓力表。 彈簧式壓力儀表的制造原理是： 根據(jù)胡克定律，利用彈性元件在彈性范圍內(nèi)的變形與所受外界壓力成正比的原理制成的測壓儀器。 下面介紹一下彈性元件的有關特性和力學 性能。 一、彈性元件 在工業(yè)自動化裝置中，通常把利用材料的彈性特性完成各種功能的元件稱為彈性元件。 彈性元件所能完成的功能有如下幾個方面： 1.對被測物理量進行變換 如把一些難以直接測量的壓力、流量、溫度等物理量轉(zhuǎn)換成便于測量的長度、角

2、度、或把流量、溫度、電流、電壓方便的轉(zhuǎn)換成力、壓力和力矩來測量。 2.介質(zhì)隔離 如在強腐蝕性或粘滯介質(zhì)中使用的儀表，為防止這些介質(zhì)進入測量元件的內(nèi)部，可采用彈性元件進行隔離。（膜片） 第2頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三3.溫度補償 有些儀表要求對工作環(huán)境變化造成的誤差進行補償，彈性元件能在一定范圍內(nèi)完成這一功能。 如熱敏雙金屬用溫度變化產(chǎn)生變形，可改變傳動機構(gòu)的某個參數(shù)，從而補償儀表的溫度變化。 4.貯能 計時儀表和鐘表中的發(fā)條就是彈性元件，發(fā)條就是典型的彈性元件。 很明顯，彈性元件是一種十分重要的功能元件，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響儀表的精度和可靠性 。 我國情況： 1.

3、建立彈性元件的專門機構(gòu)，從事理論和生產(chǎn)技術的研究。 2.做到標準化、系列化和通用化。 3.規(guī)格品種齊全，質(zhì)量不斷提高。 第3頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 二、種類 用于工業(yè)儀表中的彈性元件，按結(jié)構(gòu)特征可分成： 片簧 張絲 吊絲 盤簧 螺旋彈簧 熱敏雙金屬 壓力彈簧管 膜片、膜盒 波紋管 振動弦，振動筒 而壓力測量儀表中常用的是彈簧管（單圈、多圈）、膜片、膜盒和波紋管等。第4頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 三、基本特性 彈性元件雖然種類繁多，設計結(jié)構(gòu)也各不相同，但它們卻有共同的基本特性，主要包括以下一些特性： 1.彈性特性作用于彈性元件上的載

4、荷與彈性元件產(chǎn)生的位移之間的關系稱為彈性元件的彈性特性。 載荷可能是壓力、力或力矩。 位移可能是線位移或角位移。 比如 膜盒（片）、波紋管的彈性特性是指壓力與線位移的關系。 而單圈彈簧管（多圈）彈性特性是指壓力、力矩與線位移或角位移的關系。 彈性特性可用數(shù)學式表示： W=(.P) =(.P.M)第5頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 式中 W彈性元件的線位移。 作用在彈性元件上的集中力。 P 作用在彈性元件上的壓力。 M 作用在彈性元件上的力矩。 彈性元件的角位移。 彈性特性也可以用曲線圖表示 W()線 （角）位移 彈性特性曲線圖123集中力 （P，M）第6頁，共79頁，

5、2022年，5月20日，9點43分，星期三彈性特性可以是線性的如（圖中1）彈性特性可以是非線性的如（圖中2、3） 其中： 2為遞減特性 3為遞增特性 用于測量的彈性元件，不論其特性屬于那一種，都要求能準確地實現(xiàn)其彈性特性，并希望在使用過程中保持彈性特性不變，否則將影響儀表的精度和穩(wěn)定性。 2.靈敏度彈性元件在單位載荷（壓力、力或力矩）作用下，所產(chǎn)生的位移量叫做彈性元件的靈敏度，一般用“S”來表示。 當彈性特性為線性時，其靈敏度為： Sp= 當彈性元件為非線性時，其靈敏度為 Sp=第7頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 3 剛度使彈性元件產(chǎn)生單位位移（轉(zhuǎn)角）所需要的作用壓力

6、（或力矩、力）叫做彈性元件的剛度。 一般用K來表示 線性 kp= 或kM= kp= 非線性 kp= 或kM= kp= 弧度 M 力矩 4 彈性后效當載荷停止變動或完全卸載后，彈性元件不能立刻完成相應的位移，而是需要經(jīng)過一段時間才逐漸完成的現(xiàn)象稱彈性后效。 由圖所示，當作用到彈性元件 S 上的壓力由零增加到S1，然后 在壓力P1保持不變的情況下， 位移繼續(xù)增大到S2。反之，當 壓力降到零時，位移從S2減小 到S3 , 然后才逐漸降到零。因此 彈性后效 P S1S2 S3 0P1第8頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 表現(xiàn)為彈性元件承受壓力后，位移發(fā)生了時間的遲后性。 5 彈

7、性滯后彈性元件在加載與卸載過程中，彈性特性曲線不相重合的現(xiàn)象稱為彈性滯后。 從圖中可以看出，在同一壓力P1下 S 加載與卸載時的位移不一至分別 為S1和S2。用加載和卸載時位移 的最大差值 和彈性元件的最 Smax 大 位移 的百分比值表示彈性 S2 滯后的大小 S1 實際上，彈性后效和彈性滯后是 P1 Pmax P 同時發(fā)生的，表現(xiàn)為兩者的疊加， 一般不單獨考慮。 彈性后效和彈性滯后疊加后統(tǒng)稱為遲滯誤差。 可見由于彈性元件彈性后效和彈性滯后的存在，是使儀表指示誤差的根本原因，因此制造儀表時，第9頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 應合理選擇彈性元件，力求減小彈性后效和彈

8、性滯后。 6 溫度影響是彈性元件的工作溫度發(fā)生變化時，其幾何尺寸與材料的彈性模量也會發(fā)生變化，從而產(chǎn)生溫度誤差。彈性模量隨溫度的變化關系可近似表示為： Et=Eo（1+re t ） 式中 Et當溫度為t時，材料的彈性模量 。 Eo 當溫度為to （20c） 時，材料的彈性模量。 re 彈性模量的溫度系數(shù)。 t 溫度變化量（ t = t to） 通常在材料的選擇方面，要用彈性模量re為負數(shù)的材料，所以當周圍環(huán)境溫度下降時彈性模量增加，位移減小，反之則大。第10頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 常用材料的彈性模量溫度系數(shù)表 材料 規(guī)格 re 磷青銅 QSn6.50.1 -4

9、.8 10-4 不銹鋼 1cr18Ni9Ti -3.5 10-4 鈹青銅 QBe2 -3.1 10-4 黃 銅 H62 -4.8 10-4 實際上，彈性元件位移和作用壓力之間為線性關系，其位移隨溫度變化而變化的改變量符合下式 Wt=-wo （圓管很?。?Wt 溫度為to的位移改變量。 wo 標準溫度時的位移量（ to） t 溫度變化量（ t = t to）第11頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三例：用鈹青銅制成的彈簧管在20c，0.05MPa時，管端位移量wo=2mm，在-40c時，管端位移變化量是多少? 解: t =（-40）-（+20）= -60c wt = -0.0

10、36mm wt為負值時，說明當溫度為-40c時，彈簧管位移量減小。 另外下面幾個有關彈性元件受力后的變形概念很重要。 彈性變形 彈性元件在外力作用下而發(fā)生變形 ，去掉外力又恢復原狀的現(xiàn)象稱為彈性變形 。 塑性變形當彈性元件承受產(chǎn)生 彈性變形 的外力繼續(xù)增加，即使去掉外力后，不能恢復原狀的這種變形 。 彈性極限通常以不使彈性元件產(chǎn)生塑性變形的最大應力（或彈性元件與作用力成直線 關系的應力）。第12頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 S Pmax P 疲勞變形當彈性元件承受一個比彈性極限小的力，反復進行若干次，雖然彈性元件不破壞，但去掉外力后，仍不能恢復的變形 。 蠕變當彈性

11、元件持續(xù)承受一個小于彈性極限的力，去掉外力后，也不能恢復原狀的變形 。 塑性變形，疲勞變形，蠕變統(tǒng)稱為承受性變形。對壓力表來說，是不許有承受性變形的，否則儀表失靈，精度降低甚至不能使用。第13頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三通過以上我們看到： 1 用于制造壓力表的彈性元件需要有 高的彈性極限、疲勞極限、良好的塑性以及較小彈性模量的溫度系數(shù)。 2 使用中防止壓力超過彈性極限。合理使用儀器使儀器不至于產(chǎn)生疲勞變形和塑性變形。第14頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 第二節(jié) 彈簧管的壓力表 一 、彈簧管壓力表的特點 早在1849年，法國機械師波登就制造出

12、彈簧管，并利用彈簧管制成了壓力表。一個半世紀以來，彈簧管壓力表始終作為一種主要測壓儀表被廣泛地用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的第一線及軍事科研和日常生活中，它與其它測壓儀表相比，具有如下特點： 1.結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用方便（不要其它輔助設備和特殊的保養(yǎng)和維護方法）如溫度、振動、濕度。 2.讀數(shù)直觀（因為指針式，便于工作人員直接精讀及了解工作運行狀態(tài)） 3.價格便宜（幾十元、幾百元，而同樣目的的數(shù)顯儀表幾乎上萬元） 4 測量范圍廣，且能滿足必要的精度（從幾十帕至幾百第15頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 兆帕，精度從4級0.1級） 5.直接測量蒸汽、油、水和氣體等的表壓力、氣壓、分壓和絕壓

13、。 缺點： （1）有彈性遲滯誤差（彈性后效和彈性滯后疊加），精度不高 （2）反應速度慢，不宜作動態(tài)測量。 二、壓力表分類 彈性壓力表的分類有多種多樣，各種教材分法不同。 有的按:（1）根據(jù)彈性敏感元件種類分：彈簧管式，螺旋彈簧管式，薄膜式，膜盒和膜盒組式，波紋管式。（2）根據(jù)測壓種類：（3）根據(jù)耐抗和防護性：（4）精度等級和表殼分段直徑等：第16頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三我們這里分成兩類： 1.一般型 稱為一般壓力表（即原來的普通壓力表） 其技術指標根據(jù)國際GB1226-86執(zhí)行。 準確度等級分為：1 、1.6、2.5、4級 外型尺寸分為：40， 60， 100，

14、 150， 200， 250等2.精密型 精密型稱為精密壓力表（即原來的標準壓力 表） 其技術指標按國際GB1227-86執(zhí)行。 準確度等級分為：0.06、0.1、0.16、0.25、 0.4級 (0.6級生產(chǎn)廠家不生產(chǎn)，為0.4級降級使用) 外型尺寸為：150， 200，250但由于種種原因，實際工作中一般壓力表外型尺寸還有第17頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 104、 260，精密型外型尺寸還有160，0.35級的。 另外，目前國內(nèi)生產(chǎn)的精密壓力表外型結(jié)構(gòu)還有臺式，精度達0.16級，或多圈表0.1表。 三、彈簧管壓力表的結(jié)構(gòu)型式 及工作原理 壓力表結(jié)構(gòu)： 彈簧管壓

15、力表主要由彈簧管、傳動放大機構(gòu)、指示機構(gòu)和表殼四大部分組成。 第18頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 彈簧管壓力表結(jié)構(gòu)示意 1-表殼；2-彈簧管；3-指針；4-上夾板；5-連桿；6-刻度盤； 7-接頭；8-示值調(diào)節(jié)螺釘；9-扇形齒輪；10-中心齒輪； 11-游絲；12-下夾板；13-固定游絲螺釘?shù)?9頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三彈簧管：它是一跟彎曲成圓弧形狀、常常為橢圓形橫截面的空心管子。它的一端焊接在壓力表的管座上固定不動，并與被測壓力的介質(zhì)相連通，管子的另一端是封閉的自由端，在壓力的作用下，管子的自由端產(chǎn)生位移，在一定的范圍內(nèi)，位移量與所

16、測壓力呈線性關系。傳動機構(gòu)：一般稱為機芯，它包括扇形齒輪、中心齒輪、游絲和上下夾板、支柱等零件。傳動機構(gòu)的主要作用是將彈簧管自由端的微小位移加以放大，并轉(zhuǎn)換成儀表指針的圓弧形旋轉(zhuǎn)位移。指示機構(gòu)：包括指針、刻度盤等，其作用是將指針的旋轉(zhuǎn)位移通過刻度盤的分度指示出對應的被測壓力值。第20頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 表殼：它的主要作用是固定和保護上述三 部分以及其他的零部件。 一般壓力表和精密壓力表結(jié)構(gòu)基本一致，區(qū)別在于：精密壓力表零件加工和裝配要求比較精細、嚴密，傳動部分一般鑲有微壓寶石軸承，在油壓調(diào)節(jié)增加微調(diào)裝置和溫度補償裝置。 壓力表的工作原理： 被測介質(zhì)的壓力進

17、入彈簧管內(nèi)，彈簧管自由端將產(chǎn)生位移，該位移通過傳動放大機構(gòu)放大，帶動指針旋轉(zhuǎn)，將被測壓力在度盤上指示出來。第21頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 四、彈簧管 前面我們已經(jīng)知道，彈簧管為一個彎曲的金屬空管，一端封密，稱為自端，另一端固定在基體上，稱為開口端（進壓端）。 1.管子截面均是非圓形截面：有橢圓形，平橢圓形，啞鈴形，弓形。 特征除單圈的外（C型）還有 ：盤旋形，螺旋形，“S”型。第22頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 常見的彈簧管截面形狀（a）平橢圓形 （b）隨圓形 （c）D形（d）偏心形 （e）雙零形 （f）8字形（g）厚壁平橢圓形 （h

18、）偏心形第23頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三平橢圓形、橢圓形和D形是常見的橫截面形狀。橢圓形截面和平橢圓形截面制造簡單，在相同的外形尺寸具有較大的靈敏度，D形截面的靈敏度相對來講要小一些，工藝比較困難，但是它的測壓范圍比橢圓形及平橢圓形截面要寬。雙零形截面主要用于某些要求彈性元件具有最小起始容積的儀表中。8字形和厚壁平橢圓形截面的彈簧管的強度高，阻礙彈簧管形變能力強，常用于高壓測量，另外，偏心形截面的壓力彈簧管也在高壓測量中得到廣泛的應用。 彈簧管自由端的角位移變化量 確定以后，還可得到彈簧管自由端的位移：第24頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三

19、2.彈簧管的工作原理 當壓力經(jīng)開口端進入彈簧管后，彈簧管非圓形截面力圖趨于圓形。使管子的曲率半徑增大，引起自由端作伸直位移運動。第25頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三下面逐個圖解介紹一下彈簧管受壓前后尺寸的變化情況。設彈簧管受壓前后尺寸分別為： R外，R外管子受壓前后曲率外半徑。 R內(nèi), R內(nèi)管子受壓前后曲率內(nèi)半徑。 b,b管子橢圓截面外短半軸。 r,r 管子受壓前后的中心角。第26頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 由于彈簧管變形很小，可以認為變形前后的管子弧長不變，根據(jù)圓弧長公式（半徑圓弧角），有： R外.r =R外.r R內(nèi).r =R內(nèi).r

20、兩式相減得: (R外- R內(nèi)). r =(R外-R內(nèi)).r 而 (R外- R內(nèi)) =2b， (R外-R內(nèi)) =2b 則有：b.r=b.r 由于管子受壓，橢圓截面向圓形變化，則橢圓縮短，短軸b增長，即： b b, 但是受壓前后短軸與中心角為：r r 第27頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 設 b=b + b r=r - r 代入有：b.r=(b+ b)(r - r) b.r=b.r-br+b.r-b-r 整理后 有： r= 由于 b1 第(2)條實質(zhì)是管子做薄做扁平。 第29頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 2a2b如果軸徑比等于1時，為圓形。 b

21、0 W=0第30頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 W W= f( ) 位移量與軸徑比 W W=f(R) R (mm) 位移量與曲率半徑比 第31頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 W (mm) W=f(h) h(mm) 位移量與壁厚 第32頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 W PMAX PB P當然，由于彈簧管的位移量在一定壓力范圍內(nèi)成直線關系，通常把位移W與壓力P之間開始不成比例關系的那一點的壓力值叫做比例極限。正常使用的最大壓力不能超過比例極限。因此，生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)壓力表彈簧管時都留有余地，即安全系數(shù)。 Kb= PB/P

22、MAX PB比例 極限 Pmax 最大使用壓力第33頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 又因為比例極限受軸比，曲率半徑R，壁厚，材料抗拉強度 等的影響，如下圖： P比 P比=f( ) P比 P比=f(R) P比 P比=f(h) P比 P比=f( )第34頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 又想得到大的位移量，提高靈敏度，反過來 ，受比例極限影響，彈簧管承受壓力要變低。 五、傳動機構(gòu) 彈簧壓力表的工作是通過傳動放大機構(gòu)來實現(xiàn)的，很明顯，在這里，傳動放大機構(gòu)實際上就是齒輪傳動和曲棍滑塊機構(gòu)組合的簡稱。 前面講了，當壓力進入彈簧管后，彈簧管的自由端將產(chǎn)生位

23、移。由于這個位移量很小，就得有一個位移放大機構(gòu)這個機構(gòu)就是傳動機構(gòu)。傳動機構(gòu)起著兩種作用位移或位移轉(zhuǎn)換成圓周運動，和位移放大。常見的傳動機構(gòu)有兩類： (1)扁形齒輪傳動機構(gòu) (2)杠桿傳動機構(gòu) 這里主要介紹扁形齒輪傳動機構(gòu)。第35頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 彈簧管壓力表轉(zhuǎn)動機構(gòu)示意圖8示值調(diào)節(jié)螺釘；9扇形齒輪；10中心齒輪；11游絲；12下夾板；13固定游絲螺釘。第36頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 1.扁形齒輪傳動機構(gòu)的組成。 扁形齒輪傳動機構(gòu)如圖所示 ，是由拉桿，曲柄（力臂），扁形輪，中心齒輪，游絲，指針等組成。其中扁形輪自己的軸心在

24、上下夾板中自由轉(zhuǎn)動。上下夾板彼此平行安裝并用螺釘緊固在一起，中心齒輪，游絲和拉桿也處于上下夾板中間，指針安裝在中心齒輪的中心上 。整個傳動機構(gòu)又稱為機芯。 在壓力的作用下，管端位移使連桿帶動扁形輪繞其自身的軸心傳動，從而使與扁形輪嚙合連接的中心輪轉(zhuǎn)動。使得安裝在中心輪中心軸上的指針在表盤上移動。 2.傳動放大原理 傳動放大就是將管端微小的位移放大一定的倍數(shù)。 關系為：L=k.S (1) 式中： L針尖行程 S管端位移 k 傳動放大比 第37頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 具體一點說管端微小的線位移S是通過三級傳動放大來實現(xiàn)的。（見圖） 其總的傳動放大比為： K 總=K

25、1.K2.K3 式中： K1 為第一級，由指針和中心齒輪合成的雙臂杠桿完成。它等于指針長度L和中心齒輪分度圓半徑r之比。即： K1= L/r K2 為第二級，由扁形齒輪和曲柄（力臂）合成雙臂杠桿完成。它 等于扁形齒輪分度圓半徑R和曲柄長度a之比。即K2= R/a K3 為第三級，為滑塊機構(gòu)的傳動放大比，活動關節(jié)A和活動關節(jié)B的速度比。根據(jù)粗略算， K3 1 其中前兩級的K1，K2 起放大作用， K3是變化的，是導致儀表指示值非線形誤差的主要因素第38頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 對于一只壓力表，K1是不變的（因指針長度L和中心齒輪的分度園半徑r不變）K2是可變的，因

26、為曲柄長度a可調(diào)，R不變）檢定中調(diào)示值誤差主要是改變K2的大小。 例:如果儀表正超差（或表走快了)，我們將滑塊向外撥，即a增長（力臂增長），由K2= R/a 知道， K2減小，則K總 也減小，由式(1)我們可以看到，指針行程減小，從而減少正超差。反之，指針行程增大。 第三節(jié) 彈簧管壓力表的檢定 單圈彈簧管式壓力表的檢定，按規(guī)程JJG52-1999和JJG49-1999進行。 一、壓力表的允許基本誤差的計算 壓力表的允許基本誤差采用引用誤差，是以測量上限的百分數(shù)（）表示，在整個測量范圍內(nèi)任何位置上的誤差均不應超過此值。第39頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 精密壓力表的準

27、確度等級和允許誤差如下表準確度等級允許誤差(按測量上限的百分數(shù)計算)0.060.06 0.10.10.160.160.250.250.40.40.60.6第40頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三準確度等級 允許誤差(按測量上限的百分數(shù)計算) 零 位測量上限其余部分帶止銷不帶止銷1111.611.6(1.5) 1.6 1.6 2.5 1.62.5 2.5 2.5 4 2.54.0 4 4 4 41.單向刻度的 壓力表真空表：直接以測量上限的百分數(shù)表示。一般壓力表準確度等級和允許誤差第41頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 例(1)求準確度等級為0.25

28、級，測量范圍為(0-1.6)MPa的精密壓力表的允許誤差？ 解：允許誤差=1.6(0.25)= 0.004(MPa) 例(2) 求準確度等級為0.4級，測量范圍為(0-1.6)MPa的精密壓力表的允許 誤差？ 解：允許 誤差=1.6(0.4%)= 0.0064(MPa) 2.雙向刻度的壓力表：用測量上限與測量下限的絕對值之和的百分數(shù)表示。 例(3)有一只1.5級壓力真空表，真空部分為-0.1MPa，壓力部分為0.15MPa，求允許基本誤差？ 解：允許基本誤差= (上限 + 下限 ) 1.6% = (0.15+0.1) 1.6% = 0.004(MPa)第42頁，共79頁，2022年，5月20日

29、，9點43分，星期三 3.無零位標度的壓力表：用測量上限與下限之差的百分數(shù)表示。 例(4) 有一只1.5級壓力表，其測量上限為1.6MPa，下限為0.2MPa，求允許基本誤差？ 解：允許基本誤差=(1.6-0.2)1.6% = 0.0224(MPa) 例5：有1.5級，測量范圍為760mmHg-0-6kg/m壓力真空表的允許基本誤差？ 解：為計算方便，把mmHg化為kg/m， 1 mmHg=0.13595 10-2 kg/m 760=1.033 kgf/m (1.033+6)1.6%= 0.106(kg/m)= 78.0(mmfg) 壓力部分充差為= 0.106(kg/m) 真空部分為= 78

30、.0(mmHg)第43頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三二、標準器選擇的原則(比對法，重量法) 壓力表的檢定，檢定方法是采用與標準儀器或儀表作比對的方法進行的 。通過檢定，判斷其是否符合要求。因此，怎樣選擇標準儀器儀表是檢定人員檢定首先進行的一項工作。 (1)標準器的基本誤差的絕對值不應超過被檢儀表允許基本誤差絕對值的四分之一。 檢精密壓力表一般選二等活塞式壓力計，二等液體壓力計等，檢一般表一般選三等活塞式壓力計和精密壓力表。 (2)標準的測量上限應大于或等于被檢表的測量上限。 (3)要有合格的檢定證書。 現(xiàn)舉例說明： 1.有一只1.5級，測量范圍為0-10MPa的一般壓

31、力表，需 先用什么樣的標準儀器來檢定？第44頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 解：試選0.25級，0-10MPa的精密壓力表 被檢表的 允差 被=10(1.6%)= 0.16MPa 標準表的允差 標=10(0.25%)= 0.025MPa 因為： 1/4 被 =0.04MPa 標 =0.025MPa 而 ： 0.025MPa 0.04MPa 答：該精密表測量上限等于被檢表測量上限。 允許基本誤差的絕對值未超過被檢表允許誤差絕對值的四分之一 ，故可選作為標準器用于檢定。 另一種方法： (1)精密表的測量上限=被檢表測量上限(1+ 1/4 ) =10 (1+ 1/4 ) 1

32、3.3MPa(取16MPa) (2)精密表的準確度等級 被檢表的等級 = 1. 6 =0.31級(取0.25級)第45頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 2.有一只0.4級，0-10MPa的壓力表，選用什么樣的標準器作標準器來檢定？ 解:(1)被檢表允許基本誤差 被=10(0.4)= 0.04MPa (2)標準器允許基本誤差 根據(jù)精密表的測量上限10MPa，應選測量范圍為：1-60 MPa的活塞壓力計。因10MPa已在活塞壓力計測量范圍(10100%)之內(nèi)。 若選三等則： 標=10 (0.2)= 0.02MPa 若選二等則： 標=10 (0.05)= 0.005MPa 而

33、 1/4 被= 0.013MPa 答：可選測量范圍為1-60MPa的二等活塞壓力計作為標準器來檢定。 3.有一只(0-4)MPa，1.0級壓力表，問能否用(0.160)MPa二等活塞壓力計來檢定?第46頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 解: (1)被檢表允許基本誤差：4(1%)= 0.04MPa (2)因4MPa在活塞壓力計(10100)%以下，則 標=(60(0.05%)= 0.03(MPa) 因：1/4 被= 1/4 0.04 = 0.01MPa 答：該臺活塞壓力測量大于被檢表?；钊麎毫τ嫷脑什罱^對值大于被檢允差絕對值的四分之一，故不能選作為標準器來檢定。 精密壓力

34、表的檢定 精密壓力表的檢定執(zhí)行和規(guī)程 JJG52-1999 (一)檢定環(huán)境溫度 0.25級以上 (20 2) 0.4，0.6級 (20 3) 為使精密壓力表彈性元件及各部件的溫度應符合規(guī)程要求，在檢定前應在規(guī)定的溫度下放置兩個小時以上，方能檢定。第47頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三(二)外觀檢查 精密表的外觀檢查應注意以下幾點： 1.指針(包括更換過的指針)。指針與表盤平面的距離應在(0.51.5)mm范圍內(nèi)。刀鋒垂直于表盤平面，指針能覆蓋最短分度線內(nèi) 1/43/4 ，針尖刀鋒寬度不得大于分度線寬度。 2.精密表表盤及表面玻璃不應有防礙讀數(shù)的缺陷和損傷。 3調(diào)零裝置的

35、調(diào)零范圍不小于測量范圍的2% 4分度盤上的標志因清晰. 以下各項在精密表出廠時都進行了嚴格檢查，有些是設計定型指標。一般是合格的。但由于使用中的壓力表難免不調(diào)修，指針，表盤的折裝，容易造成指針軸的彎曲,第48頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三指針和表盤的變形，從而使指針與表盤之間的距離達不到規(guī)程要求的距離。因為距離大，造成讀數(shù)視差。距離小，造成指針與表盤的摩擦。影響指針移動的平穩(wěn)性。（三）示值檢定 1 按照標準設備的使用規(guī)則，將標準器安裝在無振動的試驗臺上。并用水準器調(diào)整標準的水平位置。 2 將校驗器內(nèi)空氣排除。方法是把油杯的閥門打開，將手輪向反時針方向轉(zhuǎn)動。使校驗器內(nèi)充

36、滿工作液體。然后將手輪按順時針方向轉(zhuǎn)動，使工作液體重新回到油杯里去。這樣反復連續(xù)幾次以后，最后在油杯中看不見氣泡出現(xiàn)為止。就認為校驗器內(nèi)的空氣已被排除掉。最后一次可不必再把工作液體壓回油杯。而使設備內(nèi)充滿工作液體。第49頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 3 檢定時，標準器的允許基本誤差的絕對值，應小于被檢表允許基本誤差絕對值的四分之一。 4 檢0.25MPa以下的精密表或用于測量氣體的2.5MPa以下的精密壓力表，應以空氣或惰性氣體做工作介質(zhì)。這是由于使用的傳壓介質(zhì)密度不同，就會使介質(zhì)對彈簧管產(chǎn)生不同的壓力，從而產(chǎn)生介質(zhì)附加誤差。 5 檢定1MPa（1MPa)以下的精密

37、壓力表。檢定安裝時，應使壓力計活塞下端面和精密表指針軸在同一水平面上。否則應作液柱高度差的修正。 在檢定壓力高于250MPa的壓力表時，應有相應的安全保護裝置，以免在檢定中發(fā)生事故。第50頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 設高度誤差為h，工作介質(zhì)的密度為 則度度差h代表的壓力差為： P=h. .g(Pa) 式中：h-活塞升到工作位置時下端面至被檢表指針軸之間的距離(m) -工作介質(zhì)密度(kg/m2) g-儀器使用地點重力加速度(m/s2)例如上海自動化儀表四廠生產(chǎn)的YU-6型（0.04-0.6）MPa活塞壓力計。檢定精密壓力表，測得活塞下端面至被檢精密表指針軸之間的距離

38、約為： 表殼外徑為150毫米的精密壓力表 h=0.17m 表殼外徑為200毫米的精密壓力表 h=0.20m 表殼外徑為250毫米的精密壓力表 h=0.225m第51頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三工作介質(zhì)為變壓器油其密度 =860kg/m3 根據(jù)補正公式 則： 外徑150mm p=0.178609.8=1433(Pa) 外徑200mm p=0.208609.8=1686(Pa) 外徑250mm p=0.2258609.8=1896(Pa) 從上述計算中我們可以看到，由于液柱高度差所產(chǎn)生的附加誤差是不可忽視的。而這種誤差是一種固定的系統(tǒng)誤差，可以進行修正。修正的方面有三種

39、。一是計算法。先算出液柱高度差所產(chǎn)生的壓力修正量，然后將此修正量加到各檢定點的算術平均值中去。二是長度法，即另加轉(zhuǎn)換接頭，抬高活塞位置，使活塞下端面與壓力表指針軸在同一水平面上。三是加重法，即事先計算出修正砝碼，檢定時加到承重盤上。修正砝碼的計算 方法根據(jù)壓力的定義，小砝碼產(chǎn)生的壓力：第52頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 (1)液柱產(chǎn)生的壓力為： (2)由（1）（2）式有： (3)7.將被檢表按其工作位置安裝在校驗器上。在沒有壓力或疏空作用時，檢查指針對零點的偏差，指針尖端與零位分度線的偏差不得超過允許基本誤差的絕對值。8.精密表一般至少檢定8點（含零點），這些點應均

40、勻分布在測量范圍內(nèi)。具體可參考下表的檢定點數(shù)目進行檢定：第53頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三表：9.檢定時轉(zhuǎn)動手輪不應太急太快，應均勻地升壓或疏空，降壓或加壓，防止沖擊和回程現(xiàn)象。10.在活塞壓力計的承重盤上加上能產(chǎn)生第一個檢定點壓名稱測量范圍（MPa)檢定數(shù)目真空表-0.1根據(jù)當時的大氣壓力檢9-10點壓力表0.1、1、10、100檢定10點0.16、1.6、16、160檢定8點0.25、2.5、25、250檢定10點0.4、4、40檢定10點0.6、6、60檢定10點第54頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 力值所需的專用砝碼，并用手輪造壓，

41、使活塞壓力計處于工作位置，同時用手使活塞按順時針方向轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動速度一般為（30-60）轉(zhuǎn)/分。確認達到工作位置且壓力表指針穩(wěn)定，讀第一次數(shù)，此數(shù)不作記錄，然后用手指輕敲表殼，讀第二次數(shù)，作為該點的檢定讀數(shù)。該數(shù)與第一次讀數(shù)之差，作為該點的指針示值變動量。將第二次讀數(shù)和指針示值變動量按要求填寫在檢定記錄表上。11.以同樣的方法檢點其余各點，直到測量上限為止。12.當達到測量上限以后，關閉通向被檢表的閥門。作3min的耐壓檢定。個別低氣壓地區(qū)，精密真空表按該地區(qū)氣壓值的90%以上的疏空度進行耐壓檢定。耐壓檢定按原檢定點倒序回檢。13.對300分格式的精密表進行兩次檢定，兩次檢定之間不允許調(diào)整。按M

42、Pa分度的精密表0.4級以下的檢定一次。 0.16級以下的檢定兩次， 0.1級以上的檢定三次第55頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三14 檢定技術要求示值誤差。對每一檢定點，在升壓和降壓檢定時，輕敲表殼前、后的示值與標準值之差。在測量范圍內(nèi)，任一檢定點的示值誤差，應不大于允許誤差?；爻陶`差。對同一檢定點，在升壓和降壓時，輕敲表殼后的示值之差。在測量范圍內(nèi)，任一檢定點的回程誤差，應不大于允許誤差的絕對值。輕敲位移。對每一檢定點，在升壓和降壓檢定時，輕敲表殼后的引起的指針示值變動量，任一輕敲移值，應不大于允許誤差絕對值的1/2。 第56頁，共79頁，2022年，5月20日，9

43、點43分，星期三（五）檢定結(jié)果的處理1.按照檢定記錄進行計算 檢定記錄第10項為升、降壓各次讀數(shù)的最大和最小示值的差數(shù)。 第11項為升、降壓和次讀數(shù)的之和的平均值。 第12項為第11項平均值中的后一檢定點的平均值減去第57頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 前一檢定點平均值的差，作為相鄰檢定點的間隔值。 第13項是各檢定點升、降壓各次讀數(shù)與該點標稱值的差數(shù)的最大值。2.根據(jù)檢定結(jié)果，凡符合規(guī)程要求的精密表，認為合格，予以封印和發(fā)給證書。有零位調(diào)整器的證書中不填寫零位。對300分格精密表，應將包括零點在內(nèi)的每一檢定點四次讀數(shù)的算術平均值填入證書的儀表指示欄中，并修約到1/1

44、0分格。3.經(jīng)檢定不合格的精密表，發(fā)給檢定結(jié)果通知書，經(jīng)檢定不符合原有準確度等級的精密表，允許降級使用，但必須更改準確度等級的標志。經(jīng)檢定高于原準確度等級的不予升級。4.當全部檢定項目完畢后，檢定結(jié)果和數(shù)據(jù)處理的原始記錄由另一人作復核。證書上檢定周期可根據(jù)具體情況確定，一般最長為一年。第58頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三（六）校驗性檢定 精密表在檢定有效期之內(nèi)，為了保證其計示值的準確，在使用過程中，使用單位要根據(jù)使用情況和使用條件，定期用校驗性檢定。如果對儀表示值的正確性有懷疑時，應隨時進行檢定。 校驗性檢定條件應符合規(guī)程規(guī)定的檢定條件。 校驗性檢定應填寫好記錄。其檢

45、定結(jié)果應符合下列要求： 1.外觀檢查合格； 2.示值誤差符合規(guī)程中表3中第（1）、（4）、（5）和（6）欄的要求。 3.300分格的精密表，輕敲儀表外殼后，儀表在每一檢定點指針的示值，和上次檢定證書中給定值之差應符合下表的規(guī)定：第59頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 有關檢定記錄，校驗性檢定記錄，檢定證書格式見附錄。 一般用壓力表的檢定（一）外觀檢查應注意以下幾條： 1.根據(jù)所測介質(zhì)的不同，一般壓力表在表盤的儀表名稱下面畫有一條有顏色的橫線，并注明特殊介質(zhì)的名稱。氧氣表還必須標以紅色“禁油”字樣； 檢定時要特別注意，色彩的規(guī)定如下表：準確度等級0.250.40.6最大允

46、許差值（格）0.71.21.8第60頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 2.壓力表零部件應裝配牢固，不得松動，不得有影響計量性能的缺陷。 3.用于氣體測量的壓力表，背面應有安全孔，指針應伸測壓介質(zhì)色標顏色氧天藍色氫深綠色氨黃色氯褐色乙炔白色其它可燃性氣體紅色其它惰性氣體或液體黑色第61頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 入所有分度線內(nèi)1/32/3，其指針寬度不應大于分度線寬度。4.指針與分度盤平面間的距離應在（1-3）mm范圍內(nèi)。表殼外徑在200mm以上的（包括200mm），其指針與分度盤平面距離應在2-4mm范圍內(nèi)。5.封印裝置是否完好。6.壓力表

47、盤分度數(shù)字及符號是否完整清晰。（二）零點檢查 零點檢查是壓力表處于工作位置，沒有壓力或疏空時，在增壓前和降壓檢定后進行。應符合下列要求：1.有零值限止釘?shù)膲毫Ρ砥渲羔槕o靠在限止釘上，其“縮格”不得超過允許基本誤差的絕對值。2.無零值限止釘?shù)膲毫Ρ砼c真空表，其指針應在零值分度線寬度內(nèi)。零位標志應不超過允許基本誤差的2倍。第62頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 (三)示值檢定 1.壓力表的示值應按標有數(shù)字的分度線進行檢定。如有特殊要求時，可以抽檢任意各點。 2.檢定壓力真空表時，壓力部分按標有數(shù)字的分度線進行檢定，真空部分，測量上限值為0.06MPa時檢定三點，測量上限值

48、為0.15MPa。檢定二點 測量上限值為（0.32.4）MPa的壓力真空表時，疏空時其指針只須能指向真空部分即可。因為這類壓力表一般不是用來測量真空部分，而只是看一看壓力表指示是否達到疏空狀態(tài)而已。 3.壓力表檢定到上限，應進行耐壓3min檢定。檢定中應觀察指針轉(zhuǎn)動在全分度范圍內(nèi)是否平穩(wěn)無跳動或卡住現(xiàn)象。 4。壓力表允許基本誤差，回程誤差，指針示值變動量應符合下表的要求。第63頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三準確度等級最大允許誤差（為測量上限的）回程差指針示值變動量(090%)(90100）%最大允許誤差絕對值最大允許誤差絕對值的二分之一。11%1.61.6(1.5)1

49、.6%2.52.52.5%444%4第64頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三（四）檢定結(jié)果的處理 在一般壓力表檢定規(guī)程中，JJG52-1999中已經(jīng)有格式。我們建議作檢定記錄，作為表檔案資料保存。 1.經(jīng)檢定合格的壓力表發(fā)給合格證書。用強制檢定的壓力表，發(fā)證書的同時，附封印標記。 2.經(jīng)檢定不合格的壓力表，發(fā)給檢定不合格通知書，并注明不合格項目和內(nèi)容。 3.周期可根據(jù)具體情況而定，一般不應超過半年。 檢定讀數(shù)到最小分度值的1/10問題： 實際檢定中，一般用心算法進行。即在心中將最小分度值間格分成多少等份，再用實際份數(shù)乘上最小分度值的1/10，為實際儀表的示值。 第65頁，

50、共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 例1.如圖所示： 設最小分度值為0.001 1.求出最小分度值的1/10 1/100.001=0.0001 2.估讀出針尖點最小分格的幾份 如B點為-5份,乘上最小分度值的1/10為： 0.0001(-5)=-0.0005 故B點讀作0.0995 0.1第66頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三而B點為+3份,乘上最小分度值的1/10為 0.00013=0.0003故B點讀作0.1003例2.如圖所示 設最小分度值為0.005 1.1/10最小分度值為:1/100.005=0.0005 2.估讀出針尖點最小分度格的幾份第

51、67頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 如B點占-3份,乘上最小分度值的1/10為: 0.0005(-3)=-0.0015 故B點讀作0.0985 B點占+4份,乘上最小分度值的1/10為: 0.00054=0.0020 故B點讀作0.1020 以上工作均用心算法完成。 記錄中的數(shù)據(jù)的最后一位數(shù)應是最小分度值的整倍數(shù)。有三種情況： 1的倍數(shù)，末位一位應是0，1，2.9 2的倍數(shù)，末位一位應是0，2，4，6，8 5的倍數(shù)，末位一位應是0，5 關于檢定點各次讀數(shù)的平均值： 是指將同一檢定點升，降壓檢定時的各次讀數(shù)相加取平均。平均后怎樣化整？ 第68頁，共79頁，2022年，5

52、月20日，9點43分，星期三 1.按最小分度值的倍數(shù)關系按“四舍六入五可進”的方法，化整到1/10分度值。 2.由于我們新規(guī)程只檢來回各一次，兩次讀數(shù)正好相差1/10分度值，平均后再化整可能不是分度值的倍數(shù)，根據(jù)彈性特性，則取回程示值為平均值。 如果：0.05分度表檢定數(shù)據(jù)(四次)如下. 正 反 正 反 0.600 0.605 0.605 0.605 平均為0.60375：0.604 0.605 0.600 第69頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 六、介紹幾種常見的誤差調(diào)修方法。 我們在檢定壓力表過程中，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)各種毛病，如指針不動，指針抖動，漏氣，漏油等等。如何解決

53、這些毛病，不少書籍上有介紹可參閱。但要根本解決還是要靠大量的實際操作、經(jīng)驗的積累。這里主要介紹幾種常見的示值誤差調(diào)修方法。 1.示值誤差的調(diào)修 示值誤差是指標準值與壓力表的實際示值之差。它是由非線性（示值）誤差和線性（示值）誤差兩部分組成。 非線性誤差的特征：指針在刻度盤上表現(xiàn)為前半部分為負差（慢）后半部分為正差（快）或相反。 如圖示。 第70頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 P實際壓力值。 S 2 S 指針實際值。 1 1 理論曲線。 A 2 實際曲線。 P 實際曲線的前半部（A點左邊）低于理論曲線，而后半部分（A點右邊）的實際曲線又高于理論曲線。 線性誤差的特征：指針的實際表現(xiàn)為逐漸正差越來越大（越來越快），且遞增量是一樣的，即斜率相同的，相反，指針的實際表現(xiàn)為逐漸負差，越來越負（越來越慢），其遞增量也是一樣的。如圖所示： 1 理論曲線 2 1 2 等增量正差曲線 3 3 等增量負差曲線 PS第71頁，共79頁，2022年，5月20日，9點43分，星期三 對于非線性的調(diào)整比較麻煩，要靠經(jīng)驗和耐心。往往光調(diào)某一部分機構(gòu)不能立即調(diào)好。一般先調(diào)拉桿與扇齒輪之間一夾角，再調(diào)傳動比。調(diào)夾角可調(diào)整機芯，調(diào)傳動比可調(diào)整滑塊。 當指針示值先負后正（先慢后快）時： 先使拉桿與扇形齒輪之間夾角變大，使指針與它整個行程都負，然后而調(diào)傳動比。反之，使拉桿與扇形齒輪之間的夾角