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        壓力表現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)環(huán)境影響因素試驗(yàn)研究

        發(fā)布時(shí)間:2018-08-09 10:13:05 瀏覽:次

        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(chǎng)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)修正提供依據(jù)和參考,提高現(xiàn)場(chǎng)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(guó)防軍事各個(gè)領(lǐng)域。 為滿足應(yīng)急計(jì)量保障需求,壓力儀表現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)是大勢(shì) 所趨。由于脫離實(shí)驗(yàn)室環(huán)境,現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)存在一定問題: 一是測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)其自身的準(zhǔn)確度會(huì)受影響,缺乏對(duì)標(biāo)準(zhǔn) 在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下的適應(yīng)性評(píng)判;二是沒有考慮到被測(cè)壓 力儀表現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響,容易造成對(duì)檢定結(jié)果的誤判”, 使現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)存在很大風(fēng)險(xiǎn)。

        針對(duì)以上現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)問題,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇 了主要環(huán)境影響因素,對(duì)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(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,意 在找出現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)被校壓力儀表和壓力標(biāo)準(zhǔn)的影響, 為壓力現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)提供依據(jù)和參考,提髙現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)校準(zhǔn)實(shí)際環(huán)境比如典型的艦船上、機(jī)庫(kù)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(gè)溫度點(diǎn)-10,0,10 20 , 35 , 50 T)進(jìn)行溫度環(huán)境試驗(yàn);②在30% ~ 95%賺 范圍內(nèi)選取3個(gè)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(chéng)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(chǎng)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(duì)壓力表進(jìn)行選擇時(shí),考慮以下幾個(gè)因素:①量 程:選擇40 MPa和16 MPa的液體介質(zhì)壓力表現(xiàn)場(chǎng)使 用的壓力表中小于40 MPa的液體介質(zhì)壓力表占80% 以上);②準(zhǔn)確度:選擇1.0級(jí)(部分1.5級(jí))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100 mm 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(gè)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25 MPa和60 MPa 兩種量程的數(shù)字壓力計(jì),準(zhǔn)確度等級(jí)選擇常用的0.05 級(jí),共征集了 2個(gè)廠家的8個(gè)數(shù)字壓力計(jì)(每個(gè)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(tái)等。

        每一個(gè)壓力表均勻選取4個(gè)壓力點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試,數(shù)字 壓力計(jì)均勻選取9個(gè)壓力點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試,在每一個(gè)試驗(yàn)環(huán) 境點(diǎn),均定溫2 h后進(jìn)行正反三個(gè)行程的數(shù)據(jù)測(cè)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(píng)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(gè)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 ~50 t溫度范圍內(nèi)進(jìn)行,壓力表 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 ~ 50 T內(nèi)所測(cè) 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(shí)的壓力值。

        根據(jù)JJF 1415 -2013《數(shù)字式壓力計(jì)型式評(píng)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 JJF 1415 -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16 MPa壓力表的濕度影響曲線圖如圖2。

        共試驗(yàn)32個(gè)壓力表樣品,在30% ~ 95%濕度范圍 內(nèi),其中26個(gè)樣品均滿足示值誤差的要求,6個(gè)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16 MPa壓力表的溫濕度綜合影響曲線圖如圖3 3中,橫軸下方溫度值位于濕度值之上。

        32個(gè)被試樣品中僅有14個(gè)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25 MPa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(gè)數(shù)字壓力計(jì)在-10 ~ 50 t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JJF 1416 -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 ~ 40 T。

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

        某25 MPa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(gè)60 MPa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(jí)的要求。25 MPa量程 60 MPa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(duì)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25 MPa數(shù)字壓力計(jì)的溫濕度綜合影響曲線圖如 6。

        8個(gè)被試樣品中僅有2個(gè)60 MPa)在各種溫濕度 環(huán)境條件下均滿足示值誤差要求60 MPa量程的數(shù)字 壓力計(jì)相對(duì)于25 MPa量程的受溫濕度影響?。幌嗤瑴?/span> 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%),50T60%),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(yǔ)

        在本項(xiàng)目中,通過對(duì)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(chǎng)校準(zhǔn)修正提供參考, 便于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理補(bǔ)償,提高現(xiàn)場(chǎng)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(duì)降低現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)具有一定意義,同時(shí)這也給數(shù)字 壓力計(jì)的選擇提供了一定參考,對(duì)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(jí)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(jiǎn)單疊加,也不是簡(jiǎn)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(dòng)環(huán)境等在本試驗(yàn)設(shè)計(jì)中沒有體現(xiàn)。

         

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