浅析数显电接点压力表的校准方法以及不确定度

2023-01-10曹文普刘玉兵杨令方

仪器仪表用户 2023年1期

曹文普，曹玲，杨玲，刘玉兵，杨令方

（1.阿米检测技术有限公司，重庆 400025；2.中国汽车工程研究院股份有限公司，重庆 401122；3.北京航天计量测试技术研究所，北京 100076）

电接点压力表作为一种常用的仪器，广泛应用于石油、化工、冶金、电力、机械等工业部门，在企业的自动控制和发信（报警）方面起着重要作用。随着工业生产技术的迅速发展，对其性能提出了更高要求，如必须满足抗震性好、控制精度高且使用周期长等特点，而传统的指针式电接点压力表已经无法满足现有的使用需求。对此，设备厂家开发出了电子化、智能化的新产品，而针对这些新式产品现有检定规程、校准规范暂时无法对其性能特性做出有效的判断，故本文针对一种新型的数显电接点压力表提出了一种新的校准方法，供大家参考。

1 电接点压力表校准

1）环境条件及要求

环境温度：（20±5）℃，相对湿度：不大于85%RH，测量时不应有影响校准结果的振动。数显电接点压力表是数字压力计与电接点压力表的结合，目前国家没有关于它的检定规程或者校准规范[1]。下面以上海铭控（0～25）MPa，0.5级数显电接点压力表为例来介绍其校准方法。

2）校准设备采用（0～25）MPa，0.05级数字压力表及配套的液压源。由于上海铭控这款数显电接点压力表自带设定点提示灯如图1，故省去用万用表或者其他辅助校准装置校准设定点偏差的步骤。在实际校准工作中可根据具体情况选择相应的校准设备，条件允许最好选择可自动记录压力值且有数据储存功能的校准设备。这种校准设备能在数显电接点压力表发生动作时，自动记录动作时标准器上的压力值，可减少人为因素引入的误差；又因具备存储数据的功能，在方便后期数据查阅和分析的同时，又能充分利用校准人员的时间，如ConST811A智能数字压力校验仪就具备这种功能[2]。

图1 数显电接点压力表示意图Fig.1 Diagram of digital-display pressure gauge with electric contact

2 校准方法

对数显电接点压力表的校准主要分为3个方面：一是基本误差校准，即对零点漂移、示值误差、回程误差等项目的校准；二是对外观性能的检查，包括对数显电接点压力表绝缘电阻的检查；三是对控制区间的校准，即对数显电接点压力表设定点偏差及切换差的校准[3]。

1）外观及工作性能观察

目力观察，手动及通电检查。其中应在校准压力的过程中，观察其数字显示笔画是否齐全，不应有缺笔画的现象；显示部分不得漏液、花屏现象[4]。

2）绝缘电阻的校准

采用绝缘电阻表进行。先短接数显电接点压力表正负，再接上电阻表，待稳定5s后读数。

3）零位漂移

预热30min后，在通大气压力时记录数显电接点压力表的初始示值，然后每隔15min记录1次显示值，连续记录4次，取每次显示值与初始值的差值中绝对值最大值为零位漂移[4]。

4）示值误差

校准之前，调整0.05级数字压力表和电接点压力表安装位置，尽可能使两者在同一水平面；先预压1～2次，之后在全量程范围内均匀地选取5个点（含零点）升压、降压，同时记录好数显电接点压力表和数字压力表的显示值，根据以下公式计算示值误差：

式（1）中：

Δp——数显电接点压力表校准点示值误差，Pa，kPa或MPa。

pR——数显电接点压力表校准点正、反行程示值，Pa，kPa或 MPa。

ps——标准器各校准点的标准示值，Pa，kPa或MPa。

在升压和降压过程中应平稳，避免有冲击和过压现象。

5）回程误差

以同一校准点正、反行程最大示值之差的绝对值作为数显电接点压力表的回程误差[4]。

6）设定点偏差的校准

①设定点的选取：三位调节数显电接点压力表带上、下限设定，其设定点偏差校准时上限应在数显电接点压力表量程50%、75%两点进行，下限应在数显电接点压力表量程的25%、50%两点进行。

②上、下限切换值的确定：根据仪器说明书，操作数显电接点压力表，分别设置好上、下限设定点，对于切换差可调的数显电接点压力表需同时将切换差调至最小，再均匀缓慢升压或降压。当压力接近设定值时，升压或降压的速度缓慢均匀；当电接点压力表上限或者下限提示灯亮起或熄灭的瞬间，停止加减压力并在标准器上读取压力值，此值为上切换值或下切换值。

③上切换值与设定点压力值的差值为升压设定点偏差，下切换值与设定点压力值的差值为降压设定点偏差[5]。

具体操作如下：先将下限设定点设为6.25MPa、上限设定点设为12.50MPa，此时下限提示灯常亮，之后缓慢加压。当提示灯由常亮变不亮时，记下此时数字压力表上压力值，再继续加压。当上限提示灯由不亮变为常亮时，记录此时数字压力表上的压力值，再加压之后，缓慢降压至12.50MPa。当提示灯由常亮变为不亮时，记录此时数字压力表上压力值，继续缓慢降压；当提示灯由不亮变为常亮时，记录此时数字压力表上压力值。同理将下限设定点设为12.50 MPa、上限设定点设为18.75MPa，然后再重复上述校准步骤，完成数据的采集。

7）切换差校准

切换差校准与设定点偏差校准同时进行，同一设定点的上、下切换值之差为切换差[5]。

对于切换差可调的数显电接点压力表，应分别在最小和最大切换差下测量其切换差。当切换差调至最小时测得的切换差为最小切换差，切换差调至最大时测得的切换差为最大切换差[6]。

8）计量特性

由于该数显电接点压力表采用高精度的压力传感器作为感压元件，其对压力的控制精度得到了很大提升。传统的机械式电接点压力表大多数为1.6级、2.5级，而数显电接点压力表常见为0.25%FS、0.5%FS、1%FS即0.25级、0.5级、1.0级，其对应的数显电接点压力表示值误差的最大允许误差应满足相应的等级要求，回程误差应不大于最大允许误差的绝对值。又由于此类数显电接点压力表的作用方式的不同导致无法参考JJG52-2013表2中对设定点偏差的要求，故定义其设定点偏差应不大于最大允许误差。根据切换差是否可调，又把数显电接点压力表的切换差的允许误差分为了两类：

① 对于切换差不可调的数显电接点压力表，其切换差不大于量程的10%[6]。

② 对于切换差可调的数显电接点压力表，其最小切换差应不大于量程的10%，最大切换差应不大于量程的30%[6]。