淺析對(duì)壓力表檢定中的標(biāo)準(zhǔn)示值估讀誤差的探索
根據(jù)壓力表檢定規(guī)程和要求，發(fā)現(xiàn)在壓力表檢定過程中，手動(dòng)讀數(shù)的讀數(shù)是造成壓力表讀數(shù)誤差的主要原因?；诖? 首先從理論和實(shí)例兩方面總結(jié)了壓力表的精度水平和最大允許誤差。讀取壓力表檢定誤差指示標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)值插值誤差更直觀。
引言
現(xiàn)階段，隨著數(shù)字壓力測量儀器精度的提高，操作簡便， 易于閱讀，因此被廣泛應(yīng)用于工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。顯示精度作 為最常用的測量儀器之一，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行有著重要的影響。 然而，壓力表的檢定，采用插值法得到變化值、標(biāo)準(zhǔn)值的插 值誤差會(huì)對(duì)閱讀的估計(jì)誤差有一定的影響，因此研究顯示壓 力校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的價(jià)值具有重要意義。
1.壓力表示值的設(shè)定讀取
標(biāo)準(zhǔn)器示值的設(shè)定。數(shù)字壓力計(jì)是多種壓力表檢 定標(biāo)準(zhǔn)器之一。為了使數(shù)字壓力計(jì)顯示數(shù)值的有效位數(shù)符合 JJG52-2013規(guī)程之7.1.1和7. 3. 3c)的規(guī)定，檢定一般壓力 表設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值用數(shù)字壓力計(jì)，顯示檢測到的儀表表盤待檢查 數(shù)字后，小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)值為零位，比檢測到的儀表1/5后 小數(shù)點(diǎn)后的小數(shù)位數(shù)值。當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時(shí)要切換到讀出數(shù)字壓 力表，然后讀取壓力表，以防止當(dāng)壓力表指示有一個(gè)跳躍時(shí)， 數(shù)字壓力表損壞。檢查輪胎壓力表設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值過程屮關(guān)閉點(diǎn) 應(yīng)緩慢，直至壓力值等于刻度值，減壓后不能超過刻度值點(diǎn) 1]。由于輪胎壓力表設(shè)有單向閥，所以在檢查過程屮不能與 標(biāo)準(zhǔn)裝置同步。
—般壓力表檢定數(shù)據(jù)的讀取。目前，大多數(shù)壓力 表都是作為數(shù)字壓力表的標(biāo)準(zhǔn)，每一次壓力值都顯示在標(biāo)準(zhǔn) 指示器穩(wěn)定后進(jìn)行。檢定一般壓力表時(shí)按JJG52-2013規(guī)程 7. 3. 3c)規(guī)定，按壓力表分度值1/5估讀壓力表示值。1/5分 度值這里暫且叫估讀值。
在實(shí)際檢定工作屮為了保險(xiǎn)起見讀取誤差絕對(duì)值應(yīng)偏 大些，也就是說在讀取壓力表示值時(shí)，如果是正誤差寧可往 大里讀不可讀小了，如果是負(fù)誤差寧可往小里讀不可讀大了。 例如正誤差3/10分度值讀為2/5分度值、-3/10分度值讀為 -2/5分度值，以此類推21。
2.準(zhǔn)確度等級(jí)和最大允許誤差
壓力表的最大允許誤差是根據(jù)其量程的百分比進(jìn)行計(jì) 算得來。在相關(guān)檢定規(guī)程屮，對(duì)壓力表的準(zhǔn)確度等級(jí)和最大 允許誤差進(jìn)行規(guī)范。
一般而言，除了準(zhǔn)確度等級(jí)為4.0的壓力表，其量程最 大允許誤差是一致的，其他1.0、1.5、2.5等級(jí)的壓力表， 其測量上限的（90-100) %的最大允許誤差，必須放寬到下 一個(gè)等級(jí)的不超過90%的最大允許誤差，主要是由于壓力表 在實(shí)際過程屮往往只用到其測量上限的一半左右，因此測量 上限的10%是沒有任何用處的，所以把壓力表測量上限 (90-100) %的最大允許誤差放寬到90%左右，一方而不會(huì)對(duì) 儀表使用的準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響，另一方而還可以降低生產(chǎn)企業(yè) 的生產(chǎn)成本31。因此，針對(duì)常規(guī)的壓力表進(jìn)行檢定時(shí)，壓力 表的示值誤差檢定點(diǎn)也是根據(jù)標(biāo)示數(shù)字的分度線進(jìn)行選取， 最末未的檢定點(diǎn)實(shí)際上可以理解為壓力表的上限值。因此， 在檢定規(guī)程屮對(duì)計(jì)量性能的要求屮，并沒有把以上結(jié)論進(jìn)行 文字性描述，而且在A屮的檢定記錄格式里也沒有把檢定點(diǎn) 的最大允許誤差單獨(dú)的列出，僅僅是在A示值檢定的記錄表 格屮設(shè)置了 “最大示值誤差”，但是對(duì)于壓力表測量上限的 (90-100) %的檢定點(diǎn)和其他檢定點(diǎn)之間有無差別是模糊的。
除此之外，在記錄屮表達(dá)的是被檢壓力表所有檢定點(diǎn)的 檢定示值等進(jìn)行對(duì)比，從而獲取最大示值誤差，這表示把測 量上限的（90-100) %的檢定點(diǎn)示值誤差和其他檢定點(diǎn)的示 值誤差進(jìn)行對(duì)比，從而得出最大示值誤差，而實(shí)際情況卻是 測量上限的（90-100) %的合格判定標(biāo)準(zhǔn)己經(jīng)放寬到下一個(gè) 等級(jí)不超過90%的最大允許誤差，這個(gè)計(jì)量特點(diǎn)并未根據(jù)這 個(gè)檢定規(guī)程準(zhǔn)確執(zhí)行。“最大示值誤差”和“最大冋程誤差”。 簡化后的附錄A如表1所示。
表1簡化后的附錄
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標(biāo)準(zhǔn)壓力 |
被檢表輕敲后的示值 |
輕敲前后指計(jì)變動(dòng)量 |
回程誤差 |
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X (Mpa) |
升壓 |
降壓 |
升壓 |
降壓 |
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Xi |
Xi |
Xi |
變i |
變i |
Ti |
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3.理論與實(shí)際分析
理論分析。選取數(shù)字壓力校驗(yàn)儀為標(biāo)準(zhǔn)儀器，選 取一般壓力表為被檢定的對(duì)象。假定壓力表測量上限是M， 準(zhǔn)確度等級(jí)是K，分度值是R，如果選取檢定點(diǎn)X0，而且X0 不大于90%M，選取升壓檢定對(duì)標(biāo)準(zhǔn)示值估讀誤差進(jìn)行分析。 同時(shí)，假定數(shù)字壓力校驗(yàn)儀上讀數(shù)是Xi，壓力表上讀數(shù)是 X2。首先，對(duì)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)器上的讀數(shù)進(jìn)行調(diào)整，在壓力表上讀 數(shù)。這個(gè)時(shí)候X1=X0，X2=X0+1/5NR.其次，對(duì)壓力表的讀數(shù) 進(jìn)行調(diào)整，在標(biāo)準(zhǔn)儀器上進(jìn)行讀數(shù)。這個(gè)時(shí)候，X2=X0，經(jīng) 過反校驗(yàn)法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，示值誤差為
? Xa - X0 X0 - X,
2 M M
對(duì)比公式，實(shí)際上無法確定e1和e2之間的關(guān)系，我們 可以從以上環(huán)節(jié)屮尋找之間的聯(lián)系。在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)儀器上的讀數(shù) 進(jìn)行調(diào)整，在壓力表上讀數(shù)時(shí)，盡管壓力表讀數(shù)己經(jīng)確定， 是由于示值估讀產(chǎn)生的結(jié)果，實(shí)際卻是假如檢定人員示值估 讀的方法選擇無誤，那么壓力表指示的實(shí)際壓力應(yīng)當(dāng)有一個(gè) 固定范圍，但是因?yàn)閴毫Ρ頊?zhǔn)確度有限，分度值也不太精密， 因此無法讀取實(shí)際壓力值。為了便于討論，假定壓力表值顯 示偏大，那么可以得到示值估讀引入的誤差量為 A = e1 — e2
實(shí)例驗(yàn)證。為了對(duì)以上結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證，本文選擇 一塊量程是6MPa、精度是1. 6的壓力表進(jìn)行檢定，其分度值 是0. 2MPa，標(biāo)準(zhǔn)儀選取數(shù)字壓力校驗(yàn)儀，準(zhǔn)確度等級(jí)是0. 05 級(jí)，可以顯示5位數(shù)字，分別選取6個(gè)檢定點(diǎn)，從1MPa到 6MPa。首先，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)儀上標(biāo)稱壓力進(jìn)行調(diào)整，得出壓力表上 讀數(shù)檢定數(shù)據(jù)；其次，對(duì)壓力表標(biāo)稱壓力進(jìn)行調(diào)整，得出標(biāo) 準(zhǔn)儀上讀數(shù)檢定數(shù)據(jù)；再次，進(jìn)行上文屮提到反校驗(yàn)法對(duì)數(shù) 據(jù)進(jìn)行處理，可得出表示值估讀引入誤差最大量是0.33%; 最后，按照相關(guān)規(guī)范，此壓力表在0?5MPa范圍內(nèi)允許誤差 是0. 6%，在6MPa的最大允許誤差是2. 5%。該種方法得出的 示值誤差和理論值相比較而言非常接近，直接讀數(shù)得出的結(jié) 果偏大。
4.總結(jié)
綜上所述，無論是誤差分析，還是實(shí)例驗(yàn)證，在對(duì)壓力 表進(jìn)行檢定時(shí)如果直接將讀取數(shù)字是不符合規(guī)范要求的，示 值、誤差、理論示值、誤差數(shù)據(jù)等相差比較大，可以選擇其 他方法對(duì)數(shù)據(jù)稍加處理，其示值、誤差和理論值之間的差距 將大大縮小。
