一般压力表的校准和常见故障调修

罗颖

大新华飞机维修服务有限公司，海南海口，570203

0 引言

日常工作中最常用的压力表为一般压力表，其利用弹簧管发挥其功能，在弹簧管受到压力时，发生相应的弹性变形、位移，通过机械传动机构实现进一步扩大，指示装置随之做出相应的反应，通过指针显示出具体的测量值。一般压力表能够测量液体、气体与蒸汽的压力情况，在社会生产发展中具有不可替代的作用，它的准确度直接影响到工业生产，甚至关系到灾难性事故的发生[1]，特别是在民航业，航空器中集合了成千上万个机械零件和仪器仪表，如果使用不合格的压力表对飞机进行维修，将可能留下安全隐患，造成无法挽回的严重后果。压力表在使用的过程中会出现各种故障现象，严重干扰到其功能的正常发挥，影响工作的顺利开展。在这种情况下，对一般压力表进行故障分析和判断，并对其出现的故障进行合理的调修，使其调修后满足检定规程要求，可为企业节省重新采购的时间及费用成本，提升工作效率。

1 一般压力表结构及工作原理

1.1 一般压力表结构

一般压力表由于其使用较为方便被广泛应用在各种场合中。其内部构造主要由传动机构、指示机构、弹簧管和包装保护部件四部分组成，具体如图1所示。

1.2 一般压力表工作原理

一般压力表可以用来测定液体、气体等环境中的压力值，其工作原理就是在弹簧管受到外在压力以及真空的影响时，内部弹簧管发生变形，它的变形量与作用的压力呈一定线性关系，在机械传动结构的带动之下被放大，而这种变化可以通过指示装置进行显示，最后通过指针的位置和表盘上的刻度值显示出压力的量值。在整个工作的过程中，弹簧管为感压元件，将感受到的压力转换为位移，机芯又将位移放大，最后显示到表盘刻度上，以易于观察的数字指示形式显示测量的压力，这个过程就是一般压力表工作的原理。

2 压力表校准

压力表校准主要包括外观检查、零位误差、示值误差、回程误差、轻敲位移、指针偏转平稳性等，主要内容如下。

2.1 压力表外观检查

正常情况下，压力表上的每个零部件都应该处于安装牢固、无松动的状态，这样才能保证压力表的正常工作。在压力表分度盘上，要保证生产信息的齐全，包括制造单位或商标、产品名称、出厂编号、测量范围、准确度等级以及计量单位和数字等信息。压力表的表蒙应无色透明，可以清晰地看到压力表中指针的位置情况，不应有妨碍读数的缺陷和损伤。分度盘上也要确保各个标志和数字处于清晰的状态，便于测压工作的开展和记录。对于压力表指针指示端宽度，正常情况下，指针指示端宽度要小于或等于分度线宽度，同时还要保证指针指示端能够覆盖最短分度线长度的1/3～2/3（带设定指针的压力表除外）。

2.2 零位误差校准

外观符合要求的情况下，为了进一步确保压力表的工作性能，需要对压力表进行零位误差校准。在通大气的条件下，按照正常工作位置放置，在进行示值误差校准之前和示值误差校准完毕后，均应满足以下要求：带止销的压力表，指针应处于紧靠止销的位置；没有止销的压力表，指针应处于零位标志内，零位标志宽度应不超过其最大允许误差绝对值的2倍。

2.3 示值误差、回程误差及轻敲位移

压力表的示值校准是整个压力表校准活动中最为关键的内容，在这一环节中，需要校准压力表的示值误差、回程误差以及轻敲位移等项目，保证示值的准确性。就一般压力表来说，示值误差的校准点应根据标有数值的分度线选取，在校准的过程中，要从零点开始慢慢进行升压校准每个校准点的示值。同时，要细心观察指针的动态，指针不能出现跳动、卡阻的现象，并可以平稳偏转。依次完成校准点的示值校准直到测量的上限，此时需进行耐压3分钟。完成后，继续进行回程压力校准工作，确保逐渐平稳的降压并记录每个校准点的回程示值。对每个校准点进行升压以及降压校准过程中，要轻轻敲打表壳，观察轻敲后指针较轻敲前是否发生变动，如有变动需记录其变动量，变动量应不大于最大允许误差绝对值的1/2。回程误差与示值误差的校准同时进行，其误差即为同一校准点升压和降压轻敲表壳后的示值之差的绝对值。

3 压力表常见故障及调修方法

一般压力表的常见故障有很多类型，指针不回零、示值超差、轻敲超差、回程超差、升压后压力表无反应（指示）或者出现指针卡阻、跳针等都是使用压力表过程中容易出现的故障。工作中我们发现，压力表可能出现其中一种故障，但很多情况下，是多种故障同时存在并相互影响的。对压力表的故障进行分析是进行调修的前提，故障的分析是否准确直接关系到调修工作的效率。

3.1 指针不回零

指针不回零是在校准压力表时最常见的故障之一，当在对压力表进行零位误差校准时，会发现指针不在零位或在止销外侧，甚至有指针脱落的现象。出现这种故障大多数情况是由于压力表在运输过程中处置不当或曾有过撞击，导致指针或表盘变形；其次是由于压力表过载，即使用过程中拧紧方式不当使表头产生应力变形、传动齿轮摩擦较大等。可采用以下方法进行调整：当游丝过于张大或盘紧时，可通过转动中心轴调整游丝的松紧度，如游丝已老化弹性不够，需更换游丝；当机芯固定的位置不合适时，连杆和扇齿之间的夹角会比较小，此时需调整机芯位置；当传动齿轮摩擦过大时，可调整传动齿轮的齿和间隙至合适位置；当弹簧管存积的污垢较严重或者是弹簧管本身没有焊接牢固导致位置变动的情况，也会影响指针工作性能发挥，此时要及时清理弹簧管中的污垢，可以向内部注入汽油，通过震荡摇晃的方式进行清理，而对于弹簧管焊接位置不良的情况，则需要进行重新焊接固定。如果通过调整之后，仍然没有恢复到正常水平，可能是弹簧管已发生形变，无法恢复。

3.2 升压后无反应

升压后压力表指针未随着压力产生偏转，故障原因可能是指针未正确固定、压力表弹簧管堵塞、紧固螺钉发生松动、接头或弹簧管漏油、中心齿轮和扇形齿轮啮合阻力过大、齿轮磨损严重无法传动等。此故障现象优先考虑与被检压力表相通的截止阀是否打开，如果截止阀已确认打开，升压仍无反应，考虑压力表接头处的压孔是否有堵塞情况，对于堵塞的情况可对堵塞部位进行清洗，用铜丝或针头疏通，清除污渍；如是指针固定问题，拆下指针后重新钉针即可解决；如是齿轮啮合阻力过大，可调整两齿轮配合间隙至适当位置。

3.3 示值误差超差

（1）在示值误差为固定值或各校准点误差的差值不大情况下，可根据各校准点误差的变化规律，通过调整指针的位置使误差控制在允许误差范围之内。

（2）压力示值误差呈线性变化，即示值误差随着压力增大而增大或随着压力增大而减小。这种现象主要是由于扇形齿轮的杠杆臂比不正确产生的。如果示值误差随着压力增大而增大，则将调节螺钉沿着槽孔向外（右）移动，即通过减小连接杆和弹簧管自由端的夹角（对于通过U形弯连接的压力表，则可增大U形弯的开口），将传动比变小；如果示值误差随着压力增大而减小，则将调节螺钉沿着槽孔向内（左）移动，即通过增大连接杆和弹簧管自由端的夹角（对于通过U形弯连接的压力表，则可减小U形弯的开口），将传动比变大。通常这种示值超差情况需要经过反复调整、校准将示值调节螺钉固定在最佳位置，通常采取在槽孔两边作刻度线记录起始位置的方法，可使调整更加方便，减少来回移动反复调整的次数。

（3）压力示值误差呈非线性变化。校准中所得的误差不会因负荷增大成比例增或减少，而是呈由负值逐步趋向为正值或正值逐步趋向为负值的变化，这就是所谓的“先、后快慢不同”，又被称之为非线性误差[2]。产生原因有机芯安装位置不正确、分度盘产生移位或倾斜、连杆与扇形齿轮之间的夹角有偏差等。通常情况下，指针停在表盘中间刻度时，扇形齿轮和连接杆的角度为直角为好，如果出现示值先慢后快（先负后正）的情况，可将机芯的紧固螺钉松开，顺时针转动机芯或将弹簧管的自由端往内移动，减小扇形齿轮与连接杆的夹角；反之，如果出现示值先快后慢（先正后负）的情况，可逆时针转动机芯或将弹簧管的自由端往外移动，增大扇形齿轮与连接杆的夹角。通常这种示值超差情况，也需要反复调整选择最佳位置。

3.4 轻敲位移超差

压力表在使用过程中，由于污渍、震动、摩擦、锈蚀等原因会造成内部紧固螺钉松动、齿轮磨损，游丝缺少足够张紧力或变形，机芯位置移位等情况，进而产生轻敲位移超差现象。一般情况下，拆开表盘扳动弹簧管，根据游丝的张力情况放松或缩紧游丝，可使示值轻敲位移变小甚至是消失。如果传动部件之间有摩擦，那么弹簧管自由端就会影响到传动放大机构与指针组件的正常拖动，例如机芯上的扇形齿轮等构造中轴、孔、齿以及弹簧管自由端相铰链的拉杆等部位上面存在灰尘、油污、锈迹，都会影响其功能的正常发挥。针对这种情况，可以利用清洁刷清扫灰尘，用干净的抹布擦除油污，严重的情况需要将机芯卸下来置于汽油中进行清洗。而对于已经产生锈蚀问题的，还要及时更换部件、机芯等。

3.5 回程误差超差

回程误差是由于升压时弹簧管有滞后力、降压时弹簧管有后效力而产生回程误差。回程误差超差主要原因为零部件之间的配合间隙太大，游丝张大或缩紧的程度不够，齿牙出现了一定的磨损、弹簧管内有污垢等。出现这种故障，可尝试适当缩紧或放大游丝，由于污垢影响功能正常发挥的，还需及时做好清洁工作，而对于回程误差较大的问题，且同时出现指针不回零位的情况，那么可以判定内部弹簧管发生了形变，这就难以再进行修理，要及时进行更换[3]。

3.6 游丝紊乱

游丝是压力表中最为重要的零件，对其发挥正常功能有着非常重要的作用。游丝最主要的功能就是能够产生一定的反作用力矩，保证了齿轮紧紧接触齿廓，从而有效地减小中心齿轮与扇形齿轮之间形成的啮合间隙造成的示值不准确的问题，此时压力表指针在工作时，就处于稳定的状态。压力表处于零位状态下，游丝的状态为预紧状态，当压力逐渐提升之后，游丝慢慢松弛下来。表芯游丝紊乱会引起示值误差超差、回程超差等问题，产生紊乱的原因是压力表使用过程中突然降压或是超压冲击，或是压力表的扇形齿轮和中心齿轮的间隙太小，震动过大后产生游丝紊乱的现象。调修游丝时，可通过转动扇形齿轮使其离开中心齿轮，将游丝恢复初始状态，再通过转动中心轴使扇形齿轮与中心齿轮适当配合。如果游丝仍处于轻度变形的情况，可根据情况用镊子轻轻接触游丝进行微调，如游丝仍不能正常则需要更换游丝。在完成游丝安装之后，要重视检测其没有明显的偏心，整个中心轴要保证和平面之间形成垂直状态，当游丝在松弛、紧缩或者是张开之后，要保证每个圈层之间是匀称的，没有出现并圈或者搭圈问题。

3.7 跳针和滞针

标准表在平稳升压的情况下，被检压力表从平稳转动到突然到达某压力点，这种现象就称为“跳针”。标准表在平稳降压的情况下，被检压力表到达某压力点时突然停止不动，不随着标准表降压而回落，随后又突然弹到另一压力点，这种现象则称为“滞针”。产生这两种现象的原因主要有指针与表盘或者表蒙接触有摩擦，齿轮啮合处有污渍，传动机构配件间的配合间隙过小产生卡阻、游丝粘连等。可通过矫正指针位置避免与其他部件接触，清理齿轮污渍，调节机芯上、下夹板的松紧程度，调节游丝松紧及空隙，在无压时用镊子调整游丝使之不粘连等方式进行调修。

4 压力表调修的注意事项

压力表进行内部结构调修时，需要拆开表壳利用起针器取下指针并拆下表盘，根据故障原因判断调修方式，内部结构调修完毕重新安装表盘后，一般加压至除零位外的第一个校准点进行钉针，然后继续加压到其他校准点并泄压到零点检查是否正常回零，以上步骤完成后，应按照检定规程进行重新校准，确保量值准确传递，以验证处理问题的方式正确有效。如是压力表经过了反复多次调修的，应考虑弹性元件的弹性后效，一般静置2小时后再进行校准，以保证数据的可靠性。当进行压力表调修和校准时，要及时检查压力表螺钉是否已经紧固良好，保证压力表上的每个螺钉都处于紧固状态，尤其是用来固定机芯的螺钉以及用于调节示值的螺钉。完成压力表的安装，要确保指针轴以及指针是否碰到了表蒙，之后要轻轻摇晃一下表体，察觉是否有声音，避免其中有其他零件或者杂物，保证压力表功能都处于正常状态。

5 结语

本文对压力表结构、校准、常见故障以及调修方法等方面进行了论述，简要总结了压力表发生故障的种类，如指针不回零、升压后无反应、示值超差、回程超差、轻敲超差、游丝紊乱、跳针和滞针等，为了更好地解决压力表故障，需要综合分析原因作出判断并对症解决。压力表的调修是一个反复多次的过程，要有耐心和恒心，更需要依靠长期工作经验的积累，积极探索调修方法并及时总结，不断提高工作能力。