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Internal Combustion Engine Parts
精密压力表误差分析
朱海渤
济南市计量检定测试院,济南250002
摘要:精密压力表是目前应用较多的一种压力标准计量仪表,使用过程中需要对其进行误差分析。本文在分析了常用精密压力
表测量原理的基础上,总结了精密压力表的几种常见误差形式,包括仪器设备误差、人为误差、环境误差、测量误差等,并对其进行了
合成不确定度计算,总结了其误差来源与应对措施,以供同仁参考。
关键词;精密压力表;误差;措施
0引言
实际测量时,一般会同时使用精密压力表与压力校验仪
精密压力表即通常在工业领域中应用的一种计量仪器,以最大限度的保障压力测验结果的准确性与精确度。
器,由于工业生产的高精度要求越来越严格,各种计量仪
2精密压力表常见误差形式
器也逐渐向更加精准精确的趋势发展。然而,尽管各种精
2.1仪器设备误差
密仪器在不断的升级优化,误差却始终是工业生产领域不仪器设备误差的形成多源自于其本身精度不够,进而
可避免的一个问题,无论误差的大小,只要误差存在就必形成测量结果与实际压力值之间的相应偏差。在进行实际
然会对最终的测量结果造成相应影响。因此,本文对精密测量时,一般是需要通过精密压力表首先对普通压力表进
压力表的几种误差形式与应对策略等进行分析,对于日后行测试的,从而在适当调整的基础上防止测量时的误差,
对精密压力表的研制与使用都将带来益处。
尽可能的提高测量结果的准确性与精度。但是,有时也会
1精密压力表测量原理
出现未经过调整而直接测量的情况,最终导致误差的出
常用精密压力表构造如图1所示。
现。结合具体实践来看,设备仪器误差应主要包括以下两
方面的内容。
第一,极限误差。上级标准器的极限误差对仪器设备
丝指转
准确性的影响是最大的,通常我们都是通过二等标准活塞
式压力计实现压力表量值传递的,其极限误差为0.05%。
小齿轮
若用δ表示该项误差,则有:81≤0.05%,也就是说控制其
O
,形齿板
误差不超过0.05%就属于正常,若超过0.05%则高于极限
误差值,会在一定程度上影响测量精度。
第二,基本误差。利用精密压力表测量普通压力表时,
通常会导致三种形式的误差,即示值误差、回程误差和轻
弹簧管
敲位移。首先,示值误差指的是压力表显示压力值与被测
杠杆自由端
物体实际压力值之间的偏差,它会间接造成示值计算过程
固定端
中的误差,最终不能得到客观准确的测量值。若用82来表
示示值误差,用△表示基本误差中所设定的允许误差的
图1常用的精密压力表构造图
绝对值范围,则示值误差公式可写作:182≤ム。其次,回
从图1中可以看出,该精密压力表内配置了一个櫛圆程误差是指在相同条件下,被测量值不变,计量器具行程
形状的弹簧管,并将其一端固定,另一端连接到杠杆,同方向不同其示值之差的绝对值,也称作滞后误差,若用8
将指针在齿轮上固定,扇形齿板通过支点与杠杆连接。在表示基本误差在回程期间所引起的误差值,用△表示的
进行实际压力测量时,其工作原理为:弹簧管因受压力增
压力表所允许的误差的绝对值范围,则有回程误差公式
大影响而发生变形,并逐渐加大延伸力度,当压力值达到
82≤ム。最后,轻敲位移即工作人员用手指轻巧压力表
某一标准后,另一端的杠杆便会与齿轮之间形成一种作用外克时仪表产生的示值或变动量,若用6表示该误差值,
力,进而带动齿轮与指针之间形成一种作用力,最终带动用Δ来表示压力表所允许的误差绝对值范围,则有轻敲
指针运动,并显示被测物体压力值。结束测量后,压力逐渐位移误差公式8l≤△2
减小,弹簧管恢复初始的椭圆状,指针恢复到零位。在进行
2.2人为误差
精密压力表的人为误差指的是人为因素造车的压力
作者简介:朱海渤(1974-),男,山东蓬莱人,助エ,现从事压力表表读数误差,该误差通常以分度值的1/10估算。0.4级压
检测工作
力表最少分格数为80倍,对应的误差公式为:183|≤
万方数据
内燃机与配件
0.125%。人为因素造成的测量误差是很常见的,它是各种
③示值误差在行程时为-△2,在反行程时为△2,来
外界因素造成测量误差占比重最大的一项因素。总体来回差为最大值,此时轻敲位移可以在任意方向达到最大
讲,导致人为误差的因索包括误读、误视与误算三种,其值,压力表示值的误差分布范用为ー△~A,不确定度为△
中,前两种通常出现在测量过程中,由于测量的数值很小由此可以得到:此三项误差综合作用下精密玉力表的不确
或者是处于十分密集的地方,所以很容易出现误读、误视定度不大于,置信因子为3。
情况。而误算通常出现在最后计算时,由于需要计算的数
综上,对于0.4级的精密压力表,在20±5℃条件下使
字过大或过小等因素,导致误算情况的出现。人为误差不用时;其不确定度为0.47%(k=3)
仅是最为普遍的一种精密压力表误差形式,同时也是造成4精密压力表误差来源与应对措施
误差最大或者是后果最严重的一种误差形式。
精密压力表能否在实际使用中保证其较高的准确性
2.3环境误差
与精确度,是目前工业领域较为关注的话题。而压力表在
顾名思义,环境误差即是由于环境问题所造成的测量测量时所表现出的各种误差大多数与压力表的指示不准
误差,通过发生在测量过程中,由于环境或是场地差异而确密切相关,基于该思路及上述对精密压力表几种误差形
与准确结果存在一定偏差。环境误差主要表现为两种常见式的分析,笔者总结了以下四点精密压力表误差来源及应
形式,一是随机误差,二是热变形误差。前者发生的几率较对措施。
小,一般是偶然性的,不存在特定的造成结果出现误差的4.1外力因素及应对
条件,后者主要是与温度密切相关,因为弹性元件的弹性精密压力表由于受到外部环境因素会出现指示不准
系数与温度之间存在着密切关系,当压力表的使用温度与确的现象,如测量环境、温度的变化及荷载过重等因素,都
检定温度之问存在差异时,便会形成温度附加误差,一般可能导致压力表指示错误。在实际测量过程中,玉力表外
在使用温度为20生5℃:其温度系数应在0.04%/℃以上,其部温度过高或负荷过重时,弹簧管便可能出现严重变形,
最大温度附加误差公式为:8:≤0.2%,该项误差的修正以至于不能在外部温度降低或负荷减轻时恢复到最初的
十分困难。
椭园状,其弹性明显变差,最终不能正确显示测量物体的
2.4测量误差
压力值。针对于此,本文认为应科学合理地控制压力表的
测量误差也是造成精密压力表误差的重要因素,它主使用环境,尽量防止压力表处于高温、冷冻或震荡的环境
要是指由于计量仪器的摆放不当或防止方式不合理等导中,避免压力表承受过重负載,从而保障其測量结果的准
致的误差,如测量过程中未将测量仪器放置在平坦的表确性。
面,而是放置在了四凸不平的地方,或者是仪器放置角度
4.2指针不在位
不合理等。测量误差还包括很多小的分类,较为普遍存在
当压力表指针不在零位时,压力表的测量结果也会显
的主要有余弦误差、阿贝误差等。实际上,测量误差是可以示不准确,而导致指针无法恢复位的因素主要包括弹簧
通过正确的安装和使用来消除的,所以一般情况下我们将元件弹性变差,弹簧元件脱落而无法自动回弹,以及指针
该种误差忽略不计(8、=0)。

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