压力表的调修与检定结果的不确定度评定

孙洪林

摘要：压力表具有易于生产、机械强度大和弹性敏感度高等性能优越的特点，在生产过程中的技术测量和控制测量方面，具有较为广泛的应用。压力表除周期检定外，如果对其示值有怀疑，也可以进行检定、调修，以保证压力表的正常运行状态。通过检定或调修压力表，使其满足国家检定规程所要求的技术指标。在压力表的检定过程中，需要调修的压力表很多，这些问题的解决，不但可以节约社会资源，增加压力表的使用周期，同时也会使我们更加了解压力表的结构，提高检定水平和工作效率。检定结果的不确定度评定在实验室比对、计量标准的新建和复核中极其重要，本文主要介绍了遇到有问题的压力表时如何修理以及进行检定结果的不确定度评定。

关键词：压力表 调修 示值准确 检定结果的不确定度评定

Adjustment of Pressure Gauge and Uncertainty Assessment of Verification Results

Sun Honglin （Beijing Shijingshan District Inspection and Testing Center）

Abstract：  Pressure gauge is characterized by superior performances， such as easy production， high mechanical strength， high elastic sensitivity， etc. and is extensively applied in the technical measurement and control survey in the production process. The pressure gauge isnt limited to the periodic verification. In case of doubt about the indicating value， it can be verified and repaired to guarantee the normal operation status of pressure gauge. The pressure gauge is verified or repaired to meet the technical indicators required by national verification regulations. Many pressure gauges need repairing in the verification to save social resources and increase service life. Besides， we would have a better understanding the structure of pressure gauge， improving verification level and work efficiency. Uncertainty assessment of verification results is very important in the comparison of laboratory， new construction and review of measurement standards. The repair method of pressure gauge without fault and the uncertainty assessment of verification results are mainly introduced in this paper.

Key words：  pressure gauge， repair， indicating value accuracy， uncertainty assessment of verification results

0 引言

压力表是利用弹性元件在压力作用下的变形来测量压力的，这个变形量通过传动机构放大，由指针的传动在分度盘上指示出来。在日常的检定工作中，经常遇到有故障的压力表，应对其进行调修，确保其示值准确，保护生产设备安全。检定结果的不确定度评定，是实验室计量标准运行状态重要的评定标准，应予以高度重视。

1 压力表检定中常见的不合格项及调修方法

1.1 零位误差不合格

（1）若指针松动，应对指针进行矫正，待检定合格后敲紧。

（2）降压后，若加压口处堵塞，则需要用针头疏通，并进行清洗。

（3）降压后，若游丝回弹力不足，应打开中心齿轮与扇形齿轮的啮合处，通过逆时针转动中心齿轮轴来增大游丝力矩，加大回弹力。

（4）由于运输过程中碰撞等原因，其零位不在合格范围内，应将指针拆下，重新安装在合格位置后固定。

1.2 指針偏转平稳性不合格

（1）若指针与表面玻璃或者刻度盘有磨擦，可矫正指针或者加厚玻璃下面的垫圈，避免指针转动时产生阻碍。

（2）若中心齿轮轴有弯曲，轴径之间有摩擦，可取下齿轮轴矫正敲直。

（3）若两齿轮啮合处有杂污、毛刺等，可将齿轮进行清洁。

1.3 示值不稳定，压力明显下降

检查压力表与校验器的连接处是否泄漏，如果未漏，考虑以下情况：

（1）若机座本身有砂眼导致泄漏，则需要更换相同规格的机座。

（2）若弹性元件密封性差，则需要更换同规格的弹性元件。

1.4 示值误差不合格

（1）若弹性元件变形不规律，位移与压力值不再构成正比例关系，则需要更换弹性元件。

（2）若弹性元件自由端与传动部件的调整不准确，则需要重新检查，根据压力标准值调整。

（3）若指针位移无规律，则说明游丝松紧不一致，可调整游丝松紧，重新确定中心齿轮转动位置，避免产生示值误差。

（4）若齿牙啮合点有污物、毛刺，也会引起示值超差，应及时清理。如果所有检定点出现的误差相同，应调整指针的位置予以避免。

1.5 回程误差不合格

（1）若压力表内部各部件结合处的间隙过大，例如轴向间隙与径向间隙过大，轴与孔配合松动，多会引起回程误差。可增加游丝的力矩来避免。齿牙磨损严重的应更换新配件。

（2）若机件在传动时有摩擦阻碍，如齿轮配合过紧，轴弯曲与孔配合过紧，连杆连接处卡顿，齿轮有毛刺杂污等。应逐一检查、设法排除。

2 测量结果的不确定度评定

2.1 概述

以0.05级数字压力计作为计量标准器为例，本方法适用于压力表测量结果的不确定度的评定。

（1）评定依据

JJG 52—2013《弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表》、JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》。

（2）環境条件

温度为（20±5）℃，相对湿度小于85%，恒温2 h，介质为空气。

（3）测量标准

0.05级、（0～1.6）MPa的数字压力计（编号：211H152C0034）及压力校验台。

（4）被测对象

1.6级，分辨率0.05 MPa，量程为（0～1.6）MPa一般压力表。

（5）测量方法

通过升压降压一个循环，在各检定点读取被测压力表与数字压力计的示值，测量值减去标准值的差为该压力表的示值误差。

2.2 数学模型

数学模型为：

式中：δ——被检压力表示值误差，MPa；

P1——某一检定点被检表的示值，MPa；

P0——数字压力计标准压力值，MPa。

2.3 灵敏系数

2.4 标准不确定度分量的来源

（1）数字压力计引入的标准不确定度分量，用符号u1表示。

（2）被测压力表引入的标准不确定度分量，用符号u2表示。

（3）环境温度的不稳定引入的标准不确定度分量，用符号u3表示。

2.5 标准不确定度分量评定

2.5.1 由数字压力计引入的标准不确定度u1

数字压力计的准确度等级为0.05级，MPE：±0.000 8 MPa，按均匀分布，则由标准压力计引入的标准不确定度分量u1为0.000 47 MPa

2.5.2 压力表引入的标准不确定度u2

（1）由测量重复性引入的标准不确定度分量u21对压力表的1.2 MPa测量点重复测量10次，测量结果见表1。

测量次数n=10，则测量结果的平均值、单次测量实验标准偏差s分别为：

实际检定时取2次测量的算术平均值为测量结果，压力表测量重复性引入的标准不确定度为：

（2）压力表示值估读引入的标准不确定度u22

压力表的分度值为0.05 MPa，按分度值的1/5估读示值，则估读误差为0.01 MPa，区间半宽为0.005 MPa，服从均匀分布。压力表示值估读所引入的标准不确定度为：

由于被测仪表的示值估读对测量重复性的结果有影响，而u22＞u21，所以忽略重复性引入的标准不确定度u2=u22=0.002 9 MPa。

（3）由环境温度的不稳定引入的标准不确定度分量u3

实验室温度为21.5 ℃，相对湿度为52%，环境压力为大气压，被测压力表在环境条件下静置2 h以上，符合JJG 52—2013的要求，因此环境温度影响引入的标准不确定度可以忽略不计。

2.6 标准不确定度分量一览表

2.7 合成标准不确定度

合成标准不确定度uc为

2.8 扩展不确定度

取包含因子k=2，则扩展不确定度为

U = kuc =2×0.003 MPa=0.006 MPa≈0.01 MPa

2.9 检定结果不确定度报告

本标准装置检定1.6级、（0～1.6）MPa压力表，在1.2 MPa测量值为y = 1.21 MPa，示值误差的扩展不确定度为U = 0.01 MPa，k = 2。

3 结论

使用单位在使用过程中，不太注意操作规范，使压力表出现的问题不断增加，也造成了一定的浪费情况，所以在使用时一定要按照操作规范进行操作。本着节约资源的原则，还要采取定期对压力表进行清洗等维护措施，以防压力表内部不干净引起的零件磨损，影响压力表的灵敏度和精确度。在日常的检定中，计量工作人员应尽量维修，使其达到计量检定规程的要求，确保示值准确，保证压力表的安全稳定运行。开展检定结果的不确定度评定，是实验室提高出具检定结果可靠性的重要保障，是实验室检测能力水平高低的体现，是计量检定不可缺少的环节。

参考文献

[1]JJG 52—2013 弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表

[2]JJF 1059.1—2012 测量不确定度评定与表示

[3]王明亮. 计量器具使用与调修经验100例[M]. 北京：中国计量出版社，2002.

[4]霍莹. 浅谈弹簧管式压力表的调修[J]. 黑龙江科技信息，2008，11.

[5]张东风，李宏毅. 弹簧管压力表的检定及维修技巧[J]. 计量与测试技术，2007，11.

[6]倪育才. 实用测量不确定度评定[M]. 北京：中国质检出版社，2016.