温度变化与弹簧管式压力表

压力表是锅炉三大安全附件之一，被广泛应用于我们日常生活之中，弹簧管式压力表更是其中最具代表性的一种。弹簧管式压力表主要由弹簧管、传动机构、指示机构盒表壳三部分组成，其主要是根据弹性元件（弹簧管）在被测压力下的作用下，产生弹性变形的原理来测量压力。其中的弹性元件的弹性模量E会受到外界的温度影响，变化关系如下：

Et=Eo(1-3EAt)⑴

式中：Et——当温度为t时，弹性元件的弹性模量；Eo——在标准温度t。时，弹性元件弹性模量；3E——弹性模量的温度系数；At——温度变化量(At=t-t。)。

由式(1)可知，模量Et随温度升高(t>t。)而降低，说明随温度升高，其弹性元件在相同压力下的变形将增大，反映在仪表上就是指针示值变大。反之，Et随温度降低而升高，变形减小，仪表上指针示值变小。

弹性模量具有随温度改变而变化的物理特性，必然是弹性元件的灵敏度，强度发生变化，从而影响压力表的准确度。为保证压力表自身准确度，就必须在相应温度下使用。根据JJG52-1999《弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表》检定规程要求，一般压力表在的检定温度为20°C±5°C同时规定：检定所用的标准压力表的最大允许误差不大于被检压力表最大允许误差的1/3。

在实际过程中，有时因为客户需要，到企业去对压力表进行检点，但大多数企业达不到规程所要求的标准温度条件，冬天和夏天的温度甚至远超标准温度，在此情形下，对温度的修正就显得尤为重要。

有环境温度偏离标准温度所引起的偏差，所引起的压力表的附加值是不能修正的，它只能和标准温度下的示值允许误差叠加在一起。其计算公式如(2)所示：

A=±(5+kAt)(2)

式中：A——压力表超过标准温度的最大允许误差；5——压力表标准温度下的最大允许误差绝对值；

At温度变化量，At=t-t；(t国家检定规程规

定环境温度任意值——对于一般压力表，当t高于25°C时，t取25。。，当t低于15°C时，t取15°C对于0.4级精密压力表，当t高于23°C时，t；取23°C，当t低于17°C时，t取17°C。）k——温度系数，k一般取0.04%或根据说明书提供的取值。

对于超出标准温度的条件，能否对压力表进行检定呢？下面我们举例说明。

例如：在30°C环境条件下，用一块测量范围为(0?6)MPa，准确度等级为0.4级的精密压力表检定测量范围为(0?4)MPa，准确度等级为1.6的一般压力表。

其中一般压力表在30°C以下的示值允许误差为：

AP!=±(1.6%+0.04%x30-25)x4MPa=土0.072MPa

精密压力表在30°C以下的示值允许误差为：

AP2=±(0.4%+0.04%x130-23)x6MPa=±0.0408MPa

量传比：0.0408MPa>0.072/3=0.024

可得出以上条件下精密压力表无法检定一般压力表。

由此可见，周期检定必须在符合检定要求的条件下进行方可得到准确可信数据。

根据JJG52-1999的规定，一般压力表的检定温度为20°C±5°C，方可确保其准确度等级。而国家规定的压力表正常工作环境温度为-40°C?70°C。由上可知，正常工作环境温度比检定温度范围要大很多，这显然会造成计量误差，但只要不超出正常工作的范围，仪表的示值误差均可按式P)求得，以获得被测量的真值。另外仪表在正常工作环境温度下，将使其准确度等级发生变化。

例如2.5级压力表：

t=70°C时,A=±p.5%+0.04%x170-25)=±4.3%?土4.0%。

t=30°C时，A=±(；2.5%+0.04%x130-25)=±2.7%?土2.5%。

t=0°C时，A=±(2.5%+0.04%x110-15)=±2.7%?土2.5%。

t=-10°C时，A=土（2.5%+0.04%x1-10-15)=土3.5%c计算表明，.5级压力表在70°C下工作将降为4.0级，在0°C或30°C工作室仍为2.5级，在-10°C工作将降为3.5级。由此可见，压力表最佳工作环境为20V土10°C附近。在此范围内，温度变化对压力表的影响极其微小，可忽略不计。所以压力表的安装应尽量远离30°C以上高温和结冰点以下低温，才能确保压力表正常工作。