數字壓力計的檢定數據處理探討

摘" 要：數字壓力計作為一種重要的測量工具，廣泛應用于各類工業、科研和生產領域，其準確性和可靠性直接影響到測量結果的信度和精度。因此，數字壓力計的檢定數據處理尤為關鍵。本文筆者采用了文獻研究法與經驗總結法，對數字壓力計檢定數據的處理對策進行了深入分析，研究表明想要進一步提升檢定數據的精準性，需要嚴格按照規范程序進行檢定，并采用科學的檢定方法。

關鍵詞：數字壓力計" 檢定數據 現狀 規范程序" 反校驗法" 精準評定

中圖分類號：TH823.2

Discussion on Calibration Verification Data Processing of Digital Pressure Gauges

TIAN Tongda

shenzhen Academy of Metrology amp;and Quality Inspection， Shenzhen， Guangdong Province，518073 China

Abstract： As an important measuring tool， digital pressure gauges aremanometer is widely used in various industries， scientific research and production fields， its accuracy and reliability directly affect the reliability and precision of measurement results. Therefore， the calibrationverification data processing of digital pressure gauge is particularly critical. The author This paper adopted the" uses literature research method and experience summary method to deeply analyze the processing countermeasures of digital pressure gauge verification data. The research shows that in order to further improve the accuracy of calibrationverification data. The research shows that in order to further improve the accuracy of calibration data，， it is necessary to strictly follow the standard procedures for calibrationverification and adopt scientific calibrationverification methods.

Key Wwords： Digital pressure gauge; CalibrationVerification data; Current situation; NormativeStandard procedures; Inverse calibrationcheck method; Accurate evaluation

數字壓力計由于其測量快速、精度高、操作簡便等優勢，已經成為很多測量任務的首選工具。然而，任何測量工具在實際使用中都不可避免地會受到各種因素的影響，如環境溫度、濕度、電磁干擾等，從而產生測量誤差[1]。因此，為了確保數字壓力計的測量結果準確可靠，必須對其進行定期檢定。

1." 數字壓力計分析

與傳統的壓力計相比，雖然數字壓力計在讀數方面更加精準，但是在檢定過程也會出現一定誤差，這是因為在壓力發生變化過程中，數字壓力計往往沒有一個合適的設定值，在這種情況下讀出的數值往往會存在一定誤差。因此，為了避免這類誤差的出現，在檢測過程中工作人員可以使用反校驗法來避免數據誤差。但是這種方法在實際應用時由于無法使用被檢測的壓力表進行讀取數據，所以通過這種處理方式得到的誤差校驗結果一旦處理不當也會使壓力計的誤差增大。

2." 數字壓力計的檢定數據處理現狀

2.1" 缺乏有效的操作流程

在實際操作時工作人員需要確保壓力計測量數值的精確度與檢定儀器壓力值的規范性，并且要嚴格按照操作流程進行測量，在對最終數據進行讀取過程中，需要盡可能提升數據讀取的準確性。但是從當前數字壓力計的實際應用情況來看，許多工作人員為了節約測量時間，提高工作效率，會對檢測過程中一些關鍵的步驟進行省略，并且對耐壓操作的要點不夠清楚，這就會導致操作流程不夠科學，最終使數字壓力計的數值出現誤差。

2.2" 數字壓力計使用不夠規范

在實際檢測過程中工作人員對壓力值的估讀是影響整體數值精度的關鍵，只有在計算時對誤差進行合理控制，才能有效提升檢定結果的準確度。但是由于部分工作人員對數字壓力計的使用規范并不了解，在讀數的過程中往往憑借個人經驗進行估算，并沒有對其進行合理分析，進而導致最終的檢定結果并不精確[2]。

2.3" 缺乏準確的計算結果

部分工作人員在對檢定壓力表進行操作時忽視了誤差的重要性，在一些關鍵處理步驟時并沒有嚴格按照規定進行操作，在數值計算時也沒有按照科學的計算方法進行，這就導致計算結果不夠精準。而且，在實際測量過程中，溫濕度都會對壓力測量結果有所影響，如果在應用數字化壓力計的過程中沒有結合實際測量情況對溫濕度進行補償，就會導致測量結果受到溫濕度影響出現誤差過大的情況，進而導致計算結果失準[3]。

3." 數字壓力計的檢定數據處理對策

3.1" 規范程序

為了確保數字壓力計數值的精準性，需要從零位誤差檢定、壓力計周期穩定性檢查、示值誤差檢定、壓力計高度差的修正等方面規范檢定程序，確保檢測程序的規范性。

（1）3.1.1" 零位誤差檢定。

在檢定過程中工作人員確定數字壓力計外觀檢查合格之后，需要對其進行通電預熱30 min左右，之后，需要將工作標準數字壓力計的測量端與大氣接通，并使用操作終端對其進行清零操作。在操作完成后，需要對初始值進行記錄，之后每隔15 min對終端顯示的數值進行記錄，直至系統完成零點漂移的檢定，測量的零點漂移的量需要小于最大允許誤差的50%。

（2）3.1.2" 對壓力計的周期穩定性檢查。

在對壓力計完成零點漂移檢定之后，需要使用活塞式壓力計對工作標準數字計進行一個正反行程的示值檢定。在檢定過程中，上一周期的正反行程檢定值與當前檢定的正反行程檢定值差的絕對值為周期穩定性，這一參數是檢測壓力計可靠性的重要指標，因此，其測定的數值需要在允許的誤差絕對值以內。

（3）3.1.3" 示值誤差檢定。

工作人員在開展這類檢測之前，需要對數字壓力計進行合理調整，將其本身數值調整至最佳值，主要通過滿量程和對零點的調整來實現。在調整過程中，工作人員需要先對標準壓力值進行記錄，并且要在對數字壓力計調整超差以后，在檢定書中將相應數據表明，以便用戶在后續使用過程中根據鑒定書對其進行修正和追溯[4]。

（4）3.1.4" 對壓力計高度差的修正。

在數字壓力計運行過程中其工作介質通常為氮氣，而氮氣在20 ℃、標準大氣壓下，密度為1.25 kg/m3，而在檢測過程中，需要對不同壓力下氮氣的密度進行計算，其密度可以使用公式（1）來計算。

在利用公式（1）計算時，需要確保因工作介質引起的誤差附加值處于數字壓力計的允許誤差的10%以內，如果差值過大則需要對其進行修正。同時，因為活塞壓力計的基準線正好處于壓力計測量端口時，由于氣體自重的影響，會導致整體壓力增大，所以，在這時需要在計算過程中添加工作介質的自重值對結果進行修正。

3.2" 科學方法

在對數字壓力計進行處理過程中，反校驗法是最常見的數據處理方法，其主要利用數字壓力校驗儀進行。在實際應用過程中，這種方法主要是通過對壓力計施加已知標準壓力并記錄其響應，然后將這一響應與標準值進行比較，從而校驗壓力計讀數的準確性和穩定性。反校驗法的核心在于驗證壓力計的回程誤差，即在相同壓力條件下，壓力計的讀數是否保持一致，確保測量數據的可靠性。

在實際檢定過程中，工作人員需要將待檢測點設置在A1，在檢測過程中，需要使壓力源持續升壓，之后對檢定升壓數據進行統計，等待壓力上升到預計數值之后，對壓力進行調整并輕敲表殼，確保被檢測的壓力表能夠處于在A1刻度，之后工作人員將這時壓力表展示的數據進行記錄，標記為A2，之后使壓力源進行持續降壓，在降壓過程中同樣需要對壓力進行調整并對表殼進行輕輕敲擊，確保被檢測儀表的數值處于A1刻度中，這時需要將數值壓力表中的讀數記錄為A3。在對壓力表的檢定數據進行讀取過程中，傳統的讀取方法將A作為標準壓力，將升壓的數值記錄為A2，那么得出的誤差則為A2-A1，降壓數值為A3，誤差則是A3-A1。回程誤差則是A2-A3的絕對值。而使用反校驗法，在測量過程中標準的壓力值不能出現變化，如果在檢測過程中壓力表中的刻度與彈簧管出現均勻變化，則壓力表的指針變化與數值變化就會呈現線性趨勢。這時工作人員就需要將數字壓力計的讀數調整為A，并將壓力表的升壓數值表現為A1+A1/A2（A1-A2），這時壓力表中的示值誤差的計算則是A1/A2（A1-A2），而壓力表的降壓數值則是A1+A1/A2（A1-A2），示值誤差則是A1/A3（A1-A3）。這時工作人員可以將反校驗法得出的參數與直接讀取法得出的參數進行比較，如果二者數值相同，那么表示使用兩個方法取得的數值一樣。如果二者數值相差較大，則使用反校驗法取得的數值誤差會更小，而且也會比直接讀數法更加接近理論值。因此，在對壓力計檢定過程中，反校驗法取得的數值誤差最小且有較高的正確率，滿足數字壓力計檢定工作需求[5]。

3.3" 精準評定

想要對數字壓力計進行精準評定，還需要對測量的不確定度進行評定，因此，工作人員需要對不確定評定的測量模型進行確定，如公式（2）所示。

式（2）中：為測試結果顯示的誤差，單位為kPa；是數字壓力計的測量值，單位為kPa；為活塞式壓力計的標準值，單位為kPa。

在數字壓力計檢定過程中，其不確定度的來源主要包含以下幾方面，分別是高度差引起的不確定分量、計量標準引入、測量重復性引入以及環境溫度影響。在重復性測量引入的不確定度分量評定過程中，工作人員可以根據公式（2）對重復性的測量值及示值誤差進行統計（如表1），具體而其示值的誤差則如表21所示。

在測量完成之后，工作人員需要對這些重復性測量值的誤差平均值進行計算，在結合重復性測量示值平均數計算最終的不確定度。

同時，如果是因為計量標準導致的不確定度分量，在計算過程中就需要確保氣體活塞式壓力計的準確度等級為 0.005 級，其量值溯源結果滿足準確度等級要求，在 10～380 kPa測量范圍內，這樣才能對不確定度分量進行準確檢定。而針對溫度影響引入的不確定度分量，則需要考慮溫度是否處于20 ℃、相對濕度處于45%，如果能夠滿足則可以對數值進行忽略。

4" 結語

綜上所述，數字壓力計以其獨特的優勢被人們應用在各個領域中，而在實際應用過程中對壓力計的檢定數據進行合理分析，能夠有效提升數字壓力計的精度，但是由于在檢定過程中操作流程比較繁瑣煩瑣，因此，如果使用傳統的讀數方法產生的誤差較大，則需要使用反校驗法對壓力計的檢定數據進行處理。本文對反校驗法進行了深入分析，希望能夠幫助相關人員提升數字壓力計的應用效果。

參考文獻：

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[2]張福興，劉志磊，卜繁嶺，等.EPSO優化的LQR活塞壓力計的控制器設計[J]. 大連工業大學學報，2023，42（5）：371-377.

[3]王叢先，李鵬，張澤武，等.數字壓力計校準結果的不確定度分析[J].科學技術創新，2023（4）：37-40.

[4]吳紅肖，邢威.氣體活塞期間核查PACE6000高精度數字壓力計方法[J].機械管理開發，2024，39（2）：44-45，48-48.

[5]周宇仁，徐煦，洪扁.非標介質活塞式壓力計校準的研究[J].儀器儀表用戶，2023，30（6）：10-13.