在壓力表檢定中,常使用油、水、空氣作為介質(zhì)來傳遞壓力,對壓力表進(jìn)行檢定。油、水、空氣等統(tǒng)稱為流體。如圖1所示,在一般壓力表檢定過程中,由于一般壓力表的外売尺寸不同,造成被檢壓力表與精密壓力表中心軸不在同一高度,即兩者之間存在高度差。若設(shè)處于較高位置的壓力表處的壓力為p0,則處于較低位置的壓力表處的壓力為p=p0+pgh。檢定壓力表時,隨著檢定壓力增加xp,則基本方程變?yōu)閜+xp=(p0+xp)+pgh。因而測量高度差的存在在檢定過程中始終會對檢定結(jié)果帶來一定的影響。這種影響,隨著壓力表測量上限的降低而增大,隨著一般壓力表與精密壓力表兩者外売尺寸相差增加而增大。目前,一般壓力表的外売尺寸常見的有$60mm、$100mm、$150mm、$250mm。精密壓力表的外売尺寸一般為150mm,大多數(shù)企業(yè)在檢定壓力表時,通常配備“壓力表/氧氣表兩用校驗儀”或“壓力表校驗儀”,這些儀器常用的工作介質(zhì)為變壓器油(20°C時,p=0.86x103kg/m3)和水(20°C時p=1x103kg/m3)。在壓力表檢定過程中,只讀取被檢壓力表與精密壓力表的示值差,而忽略了被檢壓力表與精密壓力表因高度不同帶來的附加誤差。有些單位在使用油為介質(zhì)的壓力表校驗儀上安裝油水隔離器檢定氧氣壓力表,這也會加大被檢壓力表與精密壓力表的高度差,帶來更大的附加誤差。因高度不同帶來的誤差計算公式為Ap=pgh(式中:p——液體密度g——當(dāng)?shù)刂亓铀俣萮——被檢壓力表與精密壓力表高度差),當(dāng)高度差的存在對檢定結(jié)果的影響不能忽略不計時,就要對檢定結(jié)果進(jìn)行修正。處于較高位置的壓力表示值加上Ap才能與處于較低處壓力表實際壓力相等。下面,用表格的形式(見表1)對不同外売尺寸的被檢壓力表與精密壓力表高度差對檢定結(jié)果的影響進(jìn)行分析,來確定高度差對檢定結(jié)果的影響程度(徐州重力加速度g=9.7967m/s2)。
由流體靜力學(xué)的基本方程jp+xp=(p0+xp)+pgh得知,在一個固定的測量系統(tǒng)中,pgh為一定值,隨著(pc+xp)的增大,即檢定過程中輸入壓力逐漸增大,pgh對檢定結(jié)果的影響逐漸減小,直至可以忽略不計。由于被檢壓力表的測量上限不同、允許誤差不同,則被檢壓力表與精密壓力表因高度不同帶來的誤差對檢定結(jié)果的影響程度也不同。下面,以1.6級壓力表為
例,用Ap與MPE的比值(Ap高度差對檢定結(jié)果的影響MPE——壓力表最大允許誤差)來分析被檢壓力表與精密壓力表外売尺寸相差最大的狀態(tài)下(即外売尺寸為$60mm、中250mm壓力表),高度差對不同測量上限1.6級壓力表測量結(jié)果的影響。Ap與MPE比值越大,液柱高度差對檢定結(jié)果的影響越大,如表2所示。
由表2看出,使用液體作介質(zhì),檢定外売尺寸為$60mm、$250mm的壓力表時,高度差對0.4MPa以下的壓力表的測量結(jié)果影響較大。一些單位由于沒有配備用氣體作介質(zhì)的壓力表檢測設(shè)備,常常用液體作介質(zhì)的壓力表檢測設(shè)備檢定測量上限在0.25MPa以下的一般壓力表,這樣,會帶來很大的附加誤差。對于一般氣體,如空氣、氮氣、氧氣等,公式p+pgh也完全適用,但由于氣體密度P較小(20°C時,/9=1.2kg/m3),/ogh通常可以忽略不計,這時可以認(rèn)為整個平衡的氣體中,壓力處處相等。因此,在檢定測量上限小于0.25MPa的—般壓力表時,一定要嚴(yán)格按照J(rèn)JG52-2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表檢定規(guī)程》的要求,用氣體介質(zhì)對壓力表進(jìn)行檢定,以消除高度差的影響。在檢定測量上限為0.4MPa、0.6MPa的壓力表時,一定要使用變接頭,改變被檢壓力表或精密壓力表的高度,減小高度差,以消除高度差對檢定結(jié)果的影響。有條件的單位最好配備以氣體為介質(zhì)的壓力表校驗器,來檢定測量上限在0.4MPa以上的壓力表。
以上分析的是被檢壓力表與精密壓力表高度差對1.6級壓力表檢定結(jié)果的影響,這種影響在準(zhǔn)確度較高或測量上限較小的壓力儀器儀表檢定中會更加明顯。如果將表2中1.6級0.4MPa的壓力表換成同量程0.5級的數(shù)字壓力計,則Ap/MPE就會由原來的1/7變成1/3。近年來大量投入使用的壓力傳感器、數(shù)字壓力表,它們的準(zhǔn)確度高,外形尺寸小,與傳統(tǒng)的彈簧管式壓力表外形尺寸相差更大,且受壓部位在底部,高度差會更大。因此,對于從事壓力儀表檢定的人員,一定要采取措施,減小標(biāo)準(zhǔn)器與被檢壓力儀表的高度差,使檢定結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。 |