压力表作为液压千斤顶的关键仪表,其显示值直接影响到工程建设的承载力和工程结构预应力测量结果的准确性。为了解决这一问题,本文主要对压力表的测量范围、精度、分辨率和液压千斤顶检定检定结果匹配,阐明了液压千斤顶生产厂家和施工单位的一些习惯性误解，进行了合理化的分析并相应给出了一些建议。
1.引言
液压千斤顶作为在桥梁、高架桥、地铁、隧道及房建中最常使用的仪器。液压千斤顶主要作用于桩基跟结构工程的力值施加与控制。压力表则是测量仪器的关键，在液压千斤顶使用过程中的表现直接影响到试验的结果。《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002)和《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)都对张拉控制应力和相关应力作了规定，在实际施工中，控制张拉应力是用液压千斤顶支撑测量压力表，并作为设计基准。压力表则是液压千斤顶指示器的测量仪器，测量性能直接影响到测量结果的准确性，支撑压力直接影响液压千斤顶的试验结果。往往被施工单位和制造商所忽视。在我们曰常对千斤顶的检定和校准工作中，经常会碰见千斤顶上配套的压力表精度和量程不合理的情况。
压力表是以弹性元件为感压元件的测量压力的仪表，压力表的法定计量单位是Pa(帕斯卡），或是它的十进位倍数关系：kPa、MPa等。千斤顶校准过程中使用的是MPa单位。而压力表的工作原理则是利用弹性敏感元件（如弹簧管）在压力作用下产生弹性变形，其变形量的大小与作用的压力成线性关系，通过传动机构释放、由指针在分度盘上指示出被测压力。压力表在千斤顶测量过程中起到关键作用。
2.千斤顶的检定方法
依照JJG621-2012液压千斤顶检定规程，外观检查应按技术要求中规定的第一项进行，其他项目的检查检验应在符合第六项要求后进行。把千斤顶放在轴承架或试验机上，其拥有足够的刚度。测力仪应安装在千斤顶工作活塞的末端，测力仪主轴线与千斤顶轴线重合，使倾翻载荷和偏心载荷的影响最小。使压力表指针调为零点。预压，接通电源，电预热，启动泵，每次加载到额定负载回零，预压两次，试验力施加应缓慢平稳，不得有冲击或超载。千斤顶检定应从千斤顶额定负荷的20%开始，按递增顺序逐点进行检定，至各检定点保持稳定后记录相应的进程市值，直至最大力值。检定点应不少于5点，并应尽可能均匀地分布。记录好压力表和测力计相对应的各个数据，计算出相应指标和力-压力校准方程。
3.压力表测量范围和精度等级对千斤顶测量结果的影响
从以上液压千斤顶检定过程中可以看出，液压千斤顶配备的压力表的精度及量程直接影响到测量结果和校准方程。现举例分析，如果液压千斤顶额定压力为60MPa，同时配套厂家对压力测量范围选定表1.6级（0~60)MPa(在检定和校准过程中，已多次出现），首先，来看压力表的范围，若千斤顶正常使用，额定压力为60MPa，选择60MPa的压力表，这意味着达到了压力表的上限，将会带来非常大的风险。这样上限的使用不但不能保证测量结果的准确性和长期使用性。在应用操作当中，为了能让弹簧管压力表指示正确和长期的使用，压力表应当在正常允许的压力范围之内工作，在静压力下不能超过测量值上限的75%；在波动压力情况下不能超过测量值上限的60%，测量值范围在（0~60)MPa压力表，压力表线性正常工作压力在45MPa以下，一旦液压千斤顶所能控制的压力超过45MPa，在弹性敏感元件长期超正常压力范围使用下，压力表弹簧管容易疲劳，长期使用会造成压力指示失准。为了确保测量的准确度和长期可靠性，根据JJG49-2013弹性元件式精密压力表和真空表计量检定规程以及JJG621-2012液压千斤顶检定规程，压力表的选择应为准确度级别0.4级测量上限为额定油压的130~200%。而压力表的测量范围（上限和正常量限）的上限应符合以下系列之一：（1x10n、1.6x10n、2.5x10n、4xl0n、6x10n)Pa、kPa、或MPa，因此额定压力为60MPa左右的液压千斤顶，配备的指示压力表选择应为准确度0.4级测量范围上限为100MPa的精密压力表比较合适，符合规程求。我们再来看如果配备的1.6级的60MPa的压力表。如1.6级，测量范围为（0~100)MPa-般压力表，其最大允许误差为±1.6MPa，而±1.6MPa的最大允许误差值对液压千斤顶的检测结果是不可接受的，尤其是对小负荷点。预应力张拉过程中经常会用到小负荷力值，而压力表采用的是引用误差，在(10~20)MPa测量范围内，液压千斤顶的相对误差高达（8~16)%。施工中跟据《混凝土结构设计规范》(GB50010-200)和《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002)的要求，预应力锚固预应力测试和工程设计规范相对偏差值，应允许在5%。然而，由于设计要求、施工方法、试验方法、配套仪器和环境等因素的影响，试验结果的可靠性和准确性会受到很大的影响。为确保预应力锚索在预应力试验后，工程设计规范的相对偏差值小于5%，测量液压千斤顶作为测力控制力值的准确度在2%以内，以确保符合要求。如果试验条件相同时，不同精度等级的压力表会影响液压千斤顶的测量精度。
下面列举出了同一测量范围内两个不同精度等级的压力表，以便探讨压力表对液压千斤顶检定和校准值的影响。在同一试验条件下，选择不同精度的压力表对液压千斤顶的影响和测量结果的准确性不可忽视，不同精度的压力表分别与液压千斤顶相匹配。如：千斤顶编号Z200173，模型YCW250B压力表1，表号2541，1.6级，（0~60)MPa压力表2，表号0042，0.4级，（0~60)MPa用上面两个压力表进行检定才符合液压千斤顶检定准确度的等级。依据《液压千斤顶》(JJG621-2012)检定规程，在30弋室温条件下，采用0.3级标准测力计。检定结果如见表1。
根据表1的检定结果可以看出，压力表是合格的，但相同的千斤顶配置了精度不一样的压力表，测量出来的结果相差也是很大的，有的远远超出了正常的范围。由此可以看出，压力表选择0.4级精密压力表是合适的。
4.压力表分辨力的影响
等级不同的压力表最小分辨率也不同。以(0~100)MPa压力表为例，0.4级精密压力表的最小分度值是0.5MPa，垂直于表盘指针的刀片，所以可估读最小分度值的1/10，最小分辨率是0.05MPa而1.6级的一般压力表最小分度值为2MPa的指针叶片是平行的表盘这只能估计指数最小值的1/5，最小分辨率是0.4MPa。因此，读数误差对分辨率的影响是不容忽视，0.4级压力表分辨率更高。
5.不确定度分析
在校准过程中，测量结果的不确定度主要来自以下几个方面：(详见表2)。压力表精度等级引入的不确定分量为u4。压力表分辨率引入的不确定度u5。测量结果的不确定度的影响如见表2。0.4级精密压力表测量范围（0~100)MPa和分辨力为0.05MPa，在30弋室温条件下，对测量结果的不确定度分析。
合成不确定度为：ufi=0.82%。
扩展不确定度为：U=2.0%(k=2)。
同样若采用1.6级普通压力表则：
合成不确定度为：ufi=1.7%。
扩展不确定度为：U=4.0%(k=2)。
6.结论
通过以上千斤顶采用不同精度压力表不确定度的分析，千斤顶配备不同压力表，其量程、精度等级、分辨率对液压千斤顶检定（校准）结果有明显影响。因此，为了提高测量性能，保证液压千斤顶的准确可靠，压力表配套，应根据130~200%液压千斤顶额定油压计算压力表的测量上限，选择0.4级的精密压力表，符合JJG621-2012液压千斤顶检定规程的要求，从而提高液压千斤顶的应用效果。 |
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