溫度變化對(duì)彈簧式一般壓力表的影響
介紹了彈簧管式一般壓力表分別在環(huán)境溫度與檢定溫度下，溫度變化對(duì)其的影響。
彈簧管式壓力表(為敘述方便，以下簡(jiǎn)稱(chēng)壓力表)主 要是由彈性元件在被測(cè)壓力的作用下，產(chǎn)生彈性變形的 原理來(lái)測(cè)量壓力。這些彈性元件由于受溫度變化的影 響，將會(huì)引起材料的彈性模量E的改變。彈性模量E與 溫度變化的關(guān)系為：
Ei = Eo (I - 9e XAf；
式中：Et 一當(dāng)溫度為t時(shí)，材料的彈性模量；（kg/ mm2) ; Eo —在標(biāo)準(zhǔn)溫度to(—般為20 "Q時(shí)，材料的彈性 模量；（kg/mm2) ; 9e 一彈性模量的溫度系數(shù)；（1/度）； At —顯度變化量= t - to，溫度差（~C)
由公式可知，模量E,隨溫度的升高而降低，說(shuō)明其 彈性材料在同樣壓力下變形將增加，反映在壓力儀表上 就是指針的指示值變大。反之，Et隨溫度降低而增大， 變形減小，儀表上的指針的指示值變小。
彈性模量具有隨溫度改變而變化的物理現(xiàn)象，必然 使彈性元件的靈敏度、剛度發(fā)生變化，從而使壓力表的精 度等級(jí)產(chǎn)生變化。壓力表為保證其自身的精度等級(jí)以及 儀表準(zhǔn)確值，就必須在相應(yīng)的環(huán)境溫度下使用。在JJG52 -1999《彈簧管式一般壓力表、壓力真空表和真空表》國(guó) 家檢定規(guī)程中明確規(guī)定壓力表檢定溫度為⑶±5) C，同 時(shí)規(guī)定:壓力表在檢定時(shí)，所選擇的標(biāo)準(zhǔn)器的綜合誤差應(yīng) 不大于被檢壓力表基本誤差絕對(duì)值的1/3。
在實(shí)際工作中，為了方便壓力表使用單位，計(jì)量檢定 人員經(jīng)常攜帶標(biāo)準(zhǔn)器下到企業(yè)，在企業(yè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)壓力表 進(jìn)行計(jì)量檢定。大部分實(shí)驗(yàn)室尚未過(guò)渡到恒溫條件。冬 天溫度有時(shí)低至10 C以下，夏天高至30 C以上，達(dá)不到 檢定溫度條件，在此情形下，對(duì)溫度的修正尤為重要。
如果環(huán)境溫度偏離檢定溫度，將使壓力表產(chǎn)生溫度 影響附加值。這個(gè)附加值是不能修正的，它要和檢定溫 度下的示值允許誤差疊加在一起。計(jì)算偏離檢定溫度后 的示值誤差的公式為：
A = ±「S+ k XAt) (1)
式中M —超過(guò)檢定溫度后的示值誤差，表示方法與 允許誤差相同；壓力表在檢定溫度下示值誤差的最 大允許誤差的絕對(duì)值，％; At —玉力表現(xiàn)場(chǎng)溫度與檢定 溫度之差At =| t2- t!| ； t2 —國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)境溫度 的任意值，C； t! 一對(duì)一般壓力表，當(dāng)t2高于25 C時(shí)，t! 取25 C，當(dāng)t2低于15C時(shí)，t1為15 C；對(duì)0.4級(jí)精密表， 當(dāng)t2高于23 C時(shí)，fl = 23 C；當(dāng)h低于17 C時(shí)，h = 17 C。對(duì)0.25級(jí)精密表，當(dāng)t2高于22 C時(shí)，t1 =22 C；當(dāng) t2 低于 18 "C時(shí)，h = 18 C； k 一溫度系數(shù)，k = 0.04 %/ C 或使用說(shuō)明書(shū)提供的溫度系數(shù)。
例如:在30 C環(huán)境溫度下，用一塊測(cè)量范圍為（0? 6)Mpa，準(zhǔn)確度等級(jí)為0.4級(jí)的精密壓力表是否可檢定測(cè) 量范圍為(0?4)Mpa，準(zhǔn)確度等級(jí)為2.5級(jí)的一般壓力 表。
一般壓力表在30 C以下的示值允許誤差 AP1 = Ap = ±[2. 5% +0.04%/ C X 30 - 25| C] X 4Mpa = ±). 108Mpa
精密壓力表在30 C下的示值允許誤差 AP2= Ap = ±[0.4% + 0.04%/ C X 30 - 23| C] X 6Mpa = ±). 0408Mpa
量傳比:0.0408Mpa>0.108Mpa/3 =0.036Mpa 由此可見(jiàn)，環(huán)境溫度偏離檢定溫度而產(chǎn)生的示值誤 差附加誤差，使(0?6)Mpa，0.4級(jí)的精密表不能檢定(0 ?4)Mpa，2. 5級(jí)一般壓力表。因此不論現(xiàn)場(chǎng)儀表使用的 環(huán)境溫度如何，周期檢定必須在符合規(guī)定的實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行。
規(guī)程中規(guī)定檢定溫度20 ±5 C是為了確保壓力表自 身準(zhǔn)確度等級(jí)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的壓力表現(xiàn)場(chǎng)正常工作的 環(huán)境溫度（-40 C?70 C)僅能保證儀表正常工作。由上 可知正常工作環(huán)境溫度比檢定環(huán)境溫度范圍大得多，這 顯然會(huì)給測(cè)量帶來(lái)誤差，但只要不超出規(guī)定的范圍，儀表 的示值誤差限可按上式公式(1)求得，以獲得被測(cè)量的真 值。另外儀表在正常工作環(huán)境溫度下，將使其精度等級(jí) 發(fā)生改變。
如1.6級(jí)壓力表，當(dāng)t2 = 70 'C時(shí)，A = ± [1. 6 % + 0. 04 %/ 'C X| 70 - 25 | C] = ±3.4 %^3.5 %。
t2 = + 10 'C時(shí) A = ±[1.6 % + 0. 04 %/ C X| 10 - 15 | C] = ±1.8%?1.6%。
t2 = 30 'C時(shí) A = ± [ 1. 6 % + 0. 04 %/ C X| 30 - 25 | C] = ±1.8%^1.6%
t2=0 C時(shí),A = ±[ 1. 6 % + 0. 04 %/ C X| 0 - 15| C] =±2. 2 %^2. 0 %
t2 = - 10 'C時(shí) A = ±[ 1. 6 % + 0. 04 %/ C X| - 10 - 15| C] = ±2. 6 %^2. 5 %
計(jì)算表明，1. 6級(jí)壓力表在70 C下工作將降為3. 5 級(jí)，在0 C以下工作，將降為2. 0級(jí)以上；在10 C或30 C 工作時(shí)，仍為1.6級(jí)。由此可見(jiàn)，壓力表的最佳工作環(huán)境 溫度為20 ±10 C，在此范圍內(nèi)，溫度變化對(duì)壓力表的影 響及其微小，可忽略不計(jì)。因而壓力表的安裝應(yīng)盡量考 慮遠(yuǎn)離40 C以上的高溫和寒冷結(jié)冰的環(huán)境，以保證儀表正常工作。
