淺析壓力校驗儀的選擇

馮繼偉，孔令方

(中國人民解放軍63981部隊，湖北武漢430311)

0 引言

在國防建設、科學研究以及人們生活、企業生產等各個領域中，凡利用液、氣、汽等介質作為動力來源，進行加熱、密封試驗和性能試驗等的活動，都需要用“壓力”這個物理量來進行反應。因此，需要使用各種能顯示壓力量值的儀器儀表來監控壓力的大小和變化等，以保證生產、科研的人們生活的正常運行。壓力表是對“壓力”這個物理量最直觀的反映，因此在生產生活中處處可以看到壓力表的身影。從精密壓力表到一般壓力表為了保證各種被檢壓力表量值的準確可靠，因各計量技術機構都依據國家新修訂的計量檢定規程JJG 59-2007《活塞式壓力計檢定規程》，建立了適合自己的活塞式壓力計標準裝置。以前有經驗的老師傅告訴我:根據被檢表的量程選取壓力校驗儀，要做到一一對應，這樣才能保證測量的準確性。現在看來這樣的方法在以前是正確的，但是隨著電子式壓力表的流行，用(彈簧管式)精密壓力表檢定一般表的時代已經過去了，目前流行的數字壓力校驗儀具有測量精度高、分標率高、穩定性好等優點，成為了壓力表計量校準的首選，可是如何才能選取最合適的數字壓力校驗儀一方面能夠滿足計量校準的要求，另一方面有能夠完全覆蓋被檢表，達到資源的最佳搭配。

1 壓力表測量標準的組成和工作原理

1.1 組成及原理

活塞式壓力計標準裝置主要由活塞組件、專用砝碼、壓力校驗儀及附件等組成，以流體力學平衡原理及帕斯卡定律為基礎來進行壓力的測量，其中活塞可以在活塞筒內進行垂直的上下運動或轉動，此時壓力通過工作介質作用于活塞底面而產生的力與加在活塞上端的砝碼及活塞本體的重力相平衡。壓力計算公式為

式中:F為流體作用壓力，活塞及所加砝碼在重力場中產生的力，F=mg，Pa;m為專用砝碼(包括活塞桿及連接件)質量，kg;g為使用地點的重力加速度，m/s2;A為活塞有效面積;P為被測壓力，N/m2。

1.2 功能

活塞式壓力計標準裝置能夠對測量范圍一定，準確度等級一定的彈性元件式一般壓力表、精密壓力表、壓力真空表進行計量校準。

1.3 主要依據的檢定規程

根據測量標準裝置的技術參數以及主要檢定對象，可依據的技術規范主要有兩個:JJG 49-2013《彈性元件式精密壓力表和真空表檢定規程》;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程》。

2 壓力校驗儀的選型規則

活塞式壓力計標準裝置中壓力校驗儀的選型是依據被檢表的情況進行的，具體選型規則為:

1)首先明確幾個概念:技術人員需要對被校準對象有個明確的認知，在已知的被校準壓力表中，最大量程為Pmax、最小壓力量程為Pmin、被校準壓力表的準確度為ΔPv(verification被檢)、作為標準壓力校驗儀的數字壓力計的準確度為△Ps(standard標準);

2)依據JJG 49-2013《彈性元件式精密壓力表和真空表檢定規程》、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程》中關于壓力校準的有關規定，壓力校驗儀準確度與被檢表準確度要滿足1:4的關系，因此在進行擇壓力校驗儀量程的選擇時，應該首先計算被檢表量程倍數x=ΔPv/(ΔPs×4);

3)壓力校驗儀量程必須按照從大到小的順序進行選擇，具體的選擇步驟為:

①第一只壓力校驗儀的量程P1必須選擇被校準表中量程最大的那一塊，也就是P1=Pmax，依據其倍數關系可知，第一只壓力校驗儀P1能夠覆蓋到被檢表的量程是P1/x;

②第二只壓力校驗儀的量程P2，應選擇小于P1/x的下一被檢表量程，依據其倍數關系可知，第二只壓力校驗儀P2能夠覆蓋到被檢表的量程是P2/x;

③第三只壓力校驗儀的量程P3，應選擇小于P2/n的下一被檢表量程，依據其倍數關系可知，第三只壓力校驗儀P3能夠覆蓋到被檢表的量程是P3/x;

④第四只壓力校驗儀的量程P4，應選擇小于P3/x的下一被檢表量程，依據其倍數關系可知，第四只壓力校驗儀P4能夠覆蓋到被檢表的量程是P4/x;

以此方法類推，直到選取的壓力校驗儀的量程能夠覆蓋到最小的被檢表量程Pmin為止。

3 舉實例進行說明

一個計量技術機構被檢的壓力表有如下量:5，10，25，60，100，160 kPa及1，2，6，10，16，25，30，40，60 MPa，該批儀表的最高準確度為1.0%FS。則標準表的選取步驟為:

①在已知的被校準壓力表中，最大量程為Pmax=60 MPa、最小量程為Pmin=5 kPa、被校準壓力表的準確度為ΔPv=1.0%、作為標準壓力校驗儀的數字壓力計的準確度為ΔPs=0.05%;

②依據被檢表量程倍數

③按照壓力校驗儀的選型規則進行選型

第一只壓力校驗儀量程必選選擇被校準表的最大量程，也就是60 MPa的壓力校驗儀，根據被檢表量程倍數x=5可知，第一只壓力校驗儀能覆蓋到被檢表的量程為60 MPa/5=12 MPa;

第二只壓力校驗儀量程應選擇小于12 MPa的下一被檢表量程，根據被檢表量程倍數x=5可知，第二只壓力校驗儀能覆蓋到被檢表的量程為10 MPa/5=2 MPa;

第三只壓力校驗儀量程應選擇小于2 MPa的下一被檢表量程，根據被檢表量程倍數x=5可知，第三只壓力校驗儀能覆蓋到被檢表的量程為2 MPa/5=0.4 MPa;

第四只壓力校驗儀量程應選擇小于0.4 MPa的下一被檢表量程，根據被檢表量程倍數x=5可知，第四只壓力校驗儀能覆蓋到被檢表的量程為160 kPa/5=32 kPa;

第五只壓力校驗儀量程應選擇小于32 kPa的下一被檢表量程，即25 kPa，根據被檢表量程倍數x=5可知，第五只壓力校驗儀能覆蓋到被檢表的量程為25 kPa/5=5 kPa;

也就是說，購置以上五塊規格的壓力校驗儀就能夠實現被檢表的校準。

4 結束語

以上只是舉了一個簡單的例子，對一般壓力表計量校準中壓力校驗儀的選擇進行了闡述。以期能夠使從事壓力計量檢定工作的技術人員很好的把握壓力校驗儀的選取，能夠避免不需要的浪費，將有限的資金真正的投入到需要的地方。