近年来,在弹性元件式压力表校准工作中,随着越来越多的数字压力计被用作标准器,反校法成为一种新的校准压力表的方法并逐渐流行。本文对反校法校准过程进行分析,探讨其是否合理,并在实际使用中提出建议。
0.引言
弹性元件式压力表(以下简称压力表)在计量工作中应用广泛,其中一般压力表在工业测量领域中是用量最大的压力计量器具之一。在各个压力计量校准实验室中,对于一般压力表的校准工作也是工作量最大的一部分。如何提高压力表的校准效率,是压力计量人员不断研究的课题。
1.压力表校准工作现状
目前一般压力表的校准,常用的标准器主要有两种形式:一种是使用活塞式压力计作为压力源和压力参考;另一种是使用气压栗或液压栗作为压力源,使用精密压力表或数字压力计作为参考。
活塞式压力计是根据帕斯卡定律、流体静力学平衡原理为基础进行压力计量的标准压力计量仪器。活塞式压力计具有准确度高、重复性好等优点。但是,活塞式压力计也有它的局限性,活塞式压力计只是固定值的标准压力发生装置,因此并不能读取被测器具压力值。
而精密压力表和数字压力计是测量器具,使用精密压力表或数字压力计作为标准器,可以读取其测量范围内的任何数值,因此在校准工作中比活塞式压力计更具优势。特别是数字压力计,因其读数直观,使用方便的优点近年来被越来越多的用作压力校准的标准器具。
2.反校法概述
在压力测量过程中,压力不稳定是影响测量结果准确的一项重要因素。除了系统泄露的原因外,系统液体温度波动等其他物理因素影响也使压力很难稳定。压力设备产生压力时,需通过外力改变介质体积,当介质受压缩时,压力增加,随之温度将升高,停止加压后,温度将逐渐降至环境温度。所以在实际工作中加压达到某压力点后压力不会马上稳定,而是会下降。同样在降压时,液体温度降低,停止降压时温度又将再次与环境温度平衡,所以表现为压力上升。
使用活塞式压力计作为标准器时,活塞处于悬浮状态时在砝码的重力作用下缓慢下降,处于下降状态的活塞补偿了压力损失,即使在压力有损失的情况,设定的压力点看起来也是很稳定的。而使用精密压力表或数字压力计作为标准器,存在的问题是当设置到某一个压力点时,由于上述因素的影响,实际上压力是在缓慢下降的,标准器压力设定到某个值后,在一定时间内压力值下降,直接导致校准结果的准确度受到影响。特别是数字压力计的分辨率远远高于一般压力表的分辨率,任何压力波动都能够通过数字变化而被直观的显示出来,所以看起来压力不稳定。
为了提高工作效率,数字压力计逐渐替代活塞式压力计作为标准器使用,反校法作为一种新的压力测量方式逐渐流行。反校法具体操作方法是,在测量一般压力表时,不再试图准确调节标准器到显示某一个目标压力值,而是调节标准器的压力,将被检表的指针对准校准点的刻度线,此时读取标准器显示的压力读数,不需等待标准器压力稳定后再读被检表的数。由于一般压力表的刻度线相对较明显,比较容易分辨。此方法的好处是大大提高校准工作效率,减少了读数误差。
3.存在的问题及使用建议
在压力表的示值误差检定上,国家计量检定规程中明确指出,压力表检定时,加压至标准器示值,然后读取被检压力表的示值。而反校法是加压至被检压力表的某一读数时,读取作为标准器的数字压力计的数值,与规程方法完全相反。计量检定应完全按照国家计量检定规程的要求进行实施,因此反校法并不适用于压力表的检定。
在压力表的校准过程中,反校法可以读取某一测量点的标准示值,而且突破了检定规程中规定的压力表估读分度值五分之一(精密压力表为十分之一)的限制,读数更精确并且直观,可以提高工作效率。需注意的是,因反校法与常规方法读数方式相反,所以误差也是正负相反的。例如测量一般压力表的1.2MPa点,用常规方法读数为1.208MPa,如表1所示,而用反校法测量该点,读作为标准器的数字压力计为1.1920MPa,如表2所示。因此在压力表的校准过程中,如果使用反校法,则出具的校准证书中应说明校准方法,避免误差计算错误。
另外由于反校法是将被测表调到目标示值后来读取标准器的示值,而活塞式压力计是固定值的标准压力发生装置,因此活塞式压力计作为标准器时并不适用此方法。反校法仅适应于标准器为精密压力表或数字压力计的情况下,由于精密压力表与一般压力表的读数方式基本相同,选择精密压力表作为标准器时并不能体现此方法的优势。
4.结束语
综上所述,反校法不能用于压力表的检定。在压力表的校准过程中,如果选用的标准器为活塞式压力计,此方法也不适应。只有在标准器选用数字压力计的情况下进行校准才可使用反校法,并应在出具的校准证书中说明使用的校准方法为反校法,和常规方法加以区分。 |