通過設(shè)計(jì)并實(shí)施一系列環(huán)境試驗(yàn)，分析得到了典型被校壓力表與數(shù)字壓力計(jì)在不同溫濕度環(huán)境下的環(huán)境影響，為壓力現(xiàn)場校準(zhǔn)數(shù)據(jù)修正提供依據(jù)和參考，提高現(xiàn)場壓力校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度和可靠性。

0.引言

壓力是實(shí)際應(yīng)用量最大、涉及面最廣的工程計(jì)量參數(shù)，壓力儀表也被廣泛應(yīng)用于國防軍事各個領(lǐng)域。為滿足應(yīng)急計(jì)量保障需求，壓力儀表現(xiàn)場校準(zhǔn)是大勢所趨。由于脫離實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，現(xiàn)場校準(zhǔn)存在一定問題:一是測量標(biāo)準(zhǔn)其自身的準(zhǔn)確度會受影響，缺乏對標(biāo)準(zhǔn)在現(xiàn)場環(huán)境下的適應(yīng)性評判；二是沒有考慮到被測壓力儀表現(xiàn)場環(huán)境影響，容易造成對檢定結(jié)果的“誤判”，使現(xiàn)場校準(zhǔn)存在很大風(fēng)險(xiǎn)。

針對以上現(xiàn)場校準(zhǔn)問題，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況選擇了主要環(huán)境影響因素，對典型的被校壓力儀表和壓力標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了一系列試驗(yàn)，并對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，意在找出現(xiàn)場環(huán)境對被校壓力儀表和壓力標(biāo)準(zhǔn)的影響，為壓力現(xiàn)場校準(zhǔn)提供依據(jù)和參考，提髙現(xiàn)場壓力校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度和可靠性。

1.環(huán)境參數(shù)設(shè)計(jì)

通過調(diào)研現(xiàn)場校準(zhǔn)實(shí)際環(huán)境（比如典型的艦船上、機(jī)庫內(nèi)、沙漠區(qū)等），特設(shè)計(jì)以下幾組環(huán)境參數(shù)：①在-10~50t溫度范圍內(nèi)選取6個溫度點(diǎn)（-10，0，10，20,35,50T)進(jìn)行溫度環(huán)境試驗(yàn)；②在30%~95%賺范圍內(nèi)選取3個濕度點(diǎn)(30%，60%,90%)進(jìn)行濕度環(huán)境試驗(yàn)；③溫釀驗(yàn)，綜誠驗(yàn)參數(shù)的選擇見表1。

2.被試樣品的選擇

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場校準(zhǔn)的壓力儀表80%以上為彈性元件式一般壓力表，并且大多采用數(shù)字壓力計(jì)作為壓力標(biāo)準(zhǔn)，所以本項(xiàng)目選用典型的一般壓力表和數(shù)字壓力計(jì)作為被試樣品進(jìn)行環(huán)境試驗(yàn)。

2.1壓力表的選擇

對壓力表進(jìn)行選擇時，考慮以下幾個因素：①量程：選擇40MPa和16MPa的液體介質(zhì)壓力表（現(xiàn)場使用的壓力表中，小于40MPa的液體介質(zhì)壓力表占80%以上）；②準(zhǔn)確度：選擇1.0級(部分1.5級）的壓力表(考慮到壓力表的準(zhǔn)確性，并便于進(jìn)行環(huán)境影響分析）③敏感元件：為C形的彈簧管壓力表；④彈簧管材料:選擇銅和不銹鋼兩種常用材料的壓力表(考慮到不同材料的環(huán)境影響不同）⑤表盤尺寸：選擇常用的100mm外殼公稱直徑表盤的壓力表；⑥安裝形式：選擇徑向直接式安裝壓力表，接頭尺寸為M20X1.5。據(jù)此，共征集4個廠家的32塊壓力表進(jìn)行環(huán)境性能試驗(yàn)。

2.2數(shù)字壓力計(jì)的選擇

根據(jù)所選壓力表的量程，選取25MPa和60MPa兩種量程的數(shù)字壓力計(jì)，準(zhǔn)確度等級選擇常用的0.05級，共征集了2個廠家的8個數(shù)字壓力計(jì)（每個量程2塊)進(jìn)行環(huán)境試驗(yàn)。

3.試驗(yàn)過程

本試驗(yàn)需要用到的設(shè)備包括：溫濕度試驗(yàn)箱、油介質(zhì)活塞式壓力計(jì)以及輔助設(shè)備引壓導(dǎo)管、壓力表安置平臺等。

每一個壓力表均勻選取4個壓力點(diǎn)進(jìn)行測試，數(shù)字壓力計(jì)均勻選取9個壓力點(diǎn)進(jìn)行測試，在每一個試驗(yàn)環(huán)境點(diǎn)，均定溫2h后進(jìn)行正反三個行程的數(shù)據(jù)測試。

4.試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理

經(jīng)過為期半年左右的環(huán)境試驗(yàn)，得到了每塊壓力表和數(shù)字壓力計(jì)的17組數(shù)據(jù)，參照型式評價(jià)大綱中有關(guān)環(huán)境溫度影響的分析，將壓力表和數(shù)字壓力計(jì)的每個壓力點(diǎn)的示值誤差與溫度、濕度及溫濕度綜合之間的關(guān)系，繪制成曲線圖。

4.1壓力表溫度影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

此次試驗(yàn)在-10~50t溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，壓力表共32塊，溫度影響量平均值見表2。從表2可以看出，不同量程的溫度影響量平均值比較一致，且銅材質(zhì)較不銹鋼材質(zhì)溫度影響小。因此，在-10~50T內(nèi)所測彈簧管壓力表的壓力值可以參考總平均值0.0242%/修正到20=10時的壓力值。

根據(jù)JJF1415-2013《數(shù)字式壓力計(jì)型式評價(jià)大綱》計(jì)算溫度系數(shù)尺的平均值，見表3,從表3可以看出：不同量程、兩種材質(zhì)的溫度系數(shù)，平均值均小于JJF1415-2013中0.04%/r的要求。

4.2壓力表濕度影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

某16MPa壓力表的濕度影響曲線圖如圖2。

共試驗(yàn)32個壓力表樣品，在30%~95%濕度范圍內(nèi)，其中26個樣品均滿足示值誤差的要求，6個樣品超差，通過數(shù)據(jù)分析，樣品超差與濕度變化關(guān)系不大。所以壓力表在不同濕度下所受影響不大。

4.3壓力表溫濕度綜合彩響試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

某16MPa壓力表的溫濕度綜合影響曲線圖如圖3。圖3中，橫軸下方溫度值位于濕度值之上。

32個被試樣品中僅有14個在各種溫濕度環(huán)境條件下均滿足示值誤差要求，不同量程壓力表之間沒有明顯區(qū)別；相同溫度下，濕度越大，示值誤差越大；相同濕度下，溫度越高，示值誤差越大；不合格數(shù)據(jù)集中在（50,60%RH),(50T,95%RH)的溫濕度情況下，所以在髙溫髙濕環(huán)境條件下，校準(zhǔn)壓力表存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

4.4數(shù)字壓力計(jì)溫度影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

某25MPa數(shù)字壓力計(jì)的溫度影響曲線圖如圖4所示。

由于所試驗(yàn)數(shù)字壓力計(jì)在-10~50尤溫度范圍內(nèi)進(jìn)行了溫度補(bǔ)償，8個數(shù)字壓力計(jì)在-10~50t溫度范圍內(nèi)，均滿足參考溫度20<€下示值誤差要求，不需要考慮JJF1416-2013規(guī)范中的“引人的溫度系數(shù)修正項(xiàng)?，并且使用溫度極限范圍也高于規(guī)范規(guī)定的5~40T。

4.5數(shù)字壓力計(jì)濕度彩響試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

某25MPa數(shù)字壓力計(jì)的濕度影響曲線圖如圖5所示。

所試驗(yàn)4個60MPa量程的數(shù)字壓力計(jì)在30%~95%濕度范圍內(nèi)，均滿足0.05級的要求。25MPa量程較60MPa量程受濕度影響大，且濕度越大，其示值誤差越大，所以在60%以上濕度情況下，數(shù)字壓力計(jì)的示值受到濕度的影響較大，應(yīng)對其影響進(jìn)行試驗(yàn)，以確定能否使用。

4.6數(shù)字壓力計(jì)溫濕度綜合影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

某25MPa數(shù)字壓力計(jì)的溫濕度綜合影響曲線圖如圖6。

8個被試樣品中僅有2個（60MPa)在各種溫濕度環(huán)境條件下均滿足示值誤差要求；60MPa量程的數(shù)字壓力計(jì)相對于25MPa量程的受溫濕度影響小；相同溫度下，濕度越大，示值誤差越大；相同濕度下，溫度越高，示值誤差越大；不合格數(shù)據(jù)集中在（35T，95%)，（50T，60%)，（50T,95%)的溫濕度情況下，所以在高溫高濕環(huán)境條件下，使用數(shù)字壓力計(jì)存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

5.結(jié)束語

在本項(xiàng)目中，通過對典型的壓力表進(jìn)行環(huán)境試驗(yàn),得到了一些壓力表的環(huán)境影響量變化規(guī)律，尤其是溫度影響量的總結(jié)可為壓力表現(xiàn)場校準(zhǔn)修正提供參考,便于對數(shù)據(jù)進(jìn)行合理補(bǔ)償，提高現(xiàn)場校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度；另外，在高溫高濕環(huán)境條件下，標(biāo)準(zhǔn)和被校儀表的數(shù)據(jù)均有明顯影響，避免在高溫高濕情況下開展工作，對降低現(xiàn)場校準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)具有一定意義，同時這也給數(shù)字壓力計(jì)的選擇提供了一定參考，對其防水抗潮性能也需要進(jìn)一步觀察。

由于本次試驗(yàn)量有限，其他不同類型、不同材質(zhì)、不同等級的壓力表還有待于進(jìn)一步細(xì)化試驗(yàn)，擴(kuò)展試驗(yàn)量。溫濕度綜合環(huán)境試驗(yàn)數(shù)據(jù)不是單獨(dú)環(huán)境的簡單疊加，也不是簡單的線性關(guān)系，具體的相關(guān)性還有待于進(jìn)一步研究。另外，本系列試驗(yàn)還不能完全的模擬真實(shí)環(huán)境，例如有些高原地區(qū)的低氣壓環(huán)境、某些機(jī)載設(shè)備運(yùn)行中的振動環(huán)境等在本試驗(yàn)設(shè)計(jì)中沒有體現(xiàn)。