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        淺談減少?gòu)椈墒綁毫x表殘余變形提高測(cè)量準(zhǔn)確度的途徑

        發(fā)布時(shí)間:2018-08-10 11:28:08 瀏覽:次

        壓力計(jì)量的目的就是要保證 計(jì)量單位的統(tǒng)一和量值的準(zhǔn)確、可 靠。在用彈簧式壓力儀表進(jìn)行壓力 計(jì)量時(shí),其精度的高低,在靈敏度 確定之后,從本質(zhì)上講,主要取決 于彈性元件在壓力或疏空的作用 ,所顯示的彈性后效,彈性遲滯, 尤其是殘余變形量的大小。由于它 們的存在將導(dǎo)致壓力儀表示值的 失準(zhǔn)或失靈,而這在壓力計(jì)量中是 絕對(duì)不允許的,必須引起足夠的重 視。現(xiàn)就減少?gòu)椈墒?/span>壓力表殘余 變形,提高測(cè)量準(zhǔn)確度的途徑,分 以下幾個(gè)方面加以敘述。

        1.合理地選擇儀表的精度等 級(jí)

        由公式p = Ab/bx*y可以看 出,彈簧管的伸展角P與短軸的 增大Ab和原有初始角7成正 比,與短軸的量值b成反比。為提 高彈性元件的靈敏度,從設(shè)計(jì)角度 出發(fā),往往采用材質(zhì)軟、壁薄的大 直徑管子,并將其盡量壓得扁平。 這樣做雖然可以提高靈敏度,但從 另一方面講,其適應(yīng)的能力卻不 強(qiáng)。在壓力或疏空的作用下,很容 易疲勞,產(chǎn)生塑性變形,破壞原有 的靈敏度,出現(xiàn)較大的誤差。因此, 在選擇測(cè)壓儀表時(shí)切不可片面地 單純追求高精度,除特殊需求外, 一般情況下,只要能滿足測(cè)量精度 的要求即可。

        2.合理選擇測(cè)壓儀表的公稱 直徑

        以彈簧管的曲率半徑p和初 始角7為函數(shù)的管端全部位移 量,可表示為:

        S=p/-y xp

        V(7~sin7) + (1-cos <y f。當(dāng)初始 7=270°時(shí),上式可寫成S = 5.8pxp/*y。公式說(shuō)明,彈簧管 自由端的位移量與彈簧管的曲率 半徑成正比。因此在同一測(cè)量范 圍,大表面的靈敏度比小表面的靈 敏度高。所以要根據(jù)具體情況,選 擇儀表的公稱直徑。若測(cè)量精度要 求不太高時(shí),儀表的外徑不宜選得 過(guò)大。尤其是被測(cè)介質(zhì)為動(dòng)態(tài)壓力 時(shí),彈簧管受到的沖擊力強(qiáng),易產(chǎn) 生疲勞變形,反而減低了測(cè)量精 度。若測(cè)量靜態(tài)壓力且精度要求 高,條件允許時(shí),應(yīng)盡量選擇公稱 直徑大的壓力儀表。

        3.正確地選擇測(cè)壓儀表的工 作范圍

        從測(cè)量的誤差分析,可知在同 一個(gè)絕對(duì)誤差的情況下,被測(cè)壓力 的降低,會(huì)使相對(duì)誤差增大。若被 測(cè)壓力接近于儀表極限壓力時(shí),測(cè) 量的相對(duì)誤差將是最小的。但彈簧 管靈敏度的高低,是用彈簧管的最 大工作壓力與在該壓力作用下所 產(chǎn)生的彈簧管自由端總位移量的 比值來(lái)確定的。sp \=s/p_,i X為常數(shù)時(shí),即儀表的精度確定 后,彈性元件能保持自己彈性的時(shí)間是依據(jù)最大工作壓力的量值來(lái) 決定。在接近極限壓力情況下使 用,將會(huì)降低儀表的壽命,使其逐 漸積累變形,產(chǎn)生蠕變。因此,在保 證測(cè)量精度要求的前提下,需根據(jù) 壓力的特性,選擇合理的工作范 圍。若為靜態(tài)壓力時(shí),其工作壓力 應(yīng)選擇在儀表測(cè)量上限的2/33/4處為宜。若為均勻動(dòng)態(tài)負(fù)荷壓 力時(shí),其工作壓力應(yīng)選在測(cè)量上限 2/3處為宜。若為可變負(fù)荷或 振蕩壓力時(shí),最好選擇在測(cè)量上限 1/3,最大不超過(guò)1/2為宜。

        4.根據(jù)流體的性質(zhì)選擇不同 類型的儀表

        進(jìn)行壓力測(cè)量時(shí),必須特別 注意流體的性質(zhì),如果不充分考慮 流體性質(zhì),測(cè)量就會(huì)失敗。對(duì)于專 用流體的壓力測(cè)量,國(guó)家都有規(guī) 定。但特別需要提出的是,溫度和 振動(dòng)沖擊對(duì)儀表的影響。由于材料線膨脹系數(shù)的變化而引起彈性系 數(shù)變化的例子屢見不鮮。在長(zhǎng)期的 實(shí)踐中,已充分證明了這一點(diǎn)。例 如測(cè)量高溫氣體,當(dāng)采用耐振、耐 高溫儀表時(shí),其使用壽命可達(dá)十年 之久,而精度始終在等級(jí)要求之 內(nèi);而采用普通壓力表時(shí),在不到 一個(gè)定檢期定檢期為三個(gè)月 會(huì)發(fā)生彈性元件變形,引起較大的 誤差,平均使用至一個(gè)定檢期時(shí), 其彈簧管的變形量已到了報(bào)廢的 臨界邊緣。因此不能忽視溫度和振 動(dòng)對(duì)彈簧管殘余變形的影響。在選 擇測(cè)壓儀表時(shí),應(yīng)根據(jù)流體的性 質(zhì),分別選擇耐高溫型、耐振動(dòng)型 或普通型。

        5.設(shè)計(jì)合理的測(cè)壓系統(tǒng)

        測(cè)壓系統(tǒng)是壓力計(jì)量的重要 保證環(huán)節(jié),它是否合理對(duì)彈簧式儀 表的壽命、測(cè)量精度以及安全等都 有直接的影響。因此必須注意以下 幾點(diǎn):

        (1 )安裝導(dǎo)壓管,盡量避免 被測(cè)介質(zhì)直接進(jìn)人彈簧管內(nèi),若測(cè) 量氣體壓力時(shí)還應(yīng)設(shè)置冷凝管,安 裝排水閥。導(dǎo)壓管應(yīng)盡量短,直徑 不宜過(guò)細(xì)。

        (2 )選擇合理的安裝位置, 測(cè)壓儀表的安裝位置應(yīng)選在取壓 口的上方或側(cè)方,不要安裝在取壓 口的下方,以防因液柱高度差產(chǎn)生 的分壓作用在儀表的彈簧管上。

        (3 )選擇適當(dāng)?shù)沫h(huán)境,避開 高溫、振動(dòng)、塵埃場(chǎng)所。在露天安裝 時(shí)還應(yīng)注意防護(hù)設(shè)施,以避免彈簧 管氧化和材質(zhì)老化。

        總之,要減少?gòu)椈晒苁綁毫x 表的殘余變形,必須堅(jiān)持以預(yù)防為 主的方針,采取揚(yáng)長(zhǎng)避短、統(tǒng)籌兼 顧的措施。這樣一定會(huì)將殘余變形 減少到最低程度,確保壓力計(jì)量的 準(zhǔn)確、可靠。

         

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