彈簧管式壓力表示值檢定方法的分析
在壓力表示值檢定的實(shí)際操作 過(guò)程中，筆者常發(fā)現(xiàn)檢定員由于升降 壓控制不好，出現(xiàn)逆向?qū)?zhǔn)檢定點(diǎn)的 錯(cuò)誤操作。這種現(xiàn)象具有普遍性，究 其原因是壓力計(jì)量檢定員對(duì)示值誤 差的成因和規(guī)律，以及對(duì)檢定規(guī)程認(rèn) 識(shí)不透所致，應(yīng)予以重視。
一、示值誤差分析
1.彈性后效誤差
當(dāng)作用于彈簧管的壓力取消后， 彈簧管不能立即恢復(fù)原有的形狀和 尺寸，即壓力表指針不能回到零位， 而要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間間隔后彈簧管才 能恢復(fù)到原有的形狀和尺寸，即壓力 表指針才能回到零位，這種現(xiàn)象叫做 彈性后效(如圖1所示）。
彈性后效是彈性元件的一種自然 特性，對(duì)示值誤差的影響無(wú)法克服。
2.彈性遲滯誤差
彈性遲滯誤差是指彈簧管在升 壓和降壓過(guò)程中彈性特性曲線不重 合現(xiàn)象給壓力表示值帶來(lái)的誤差。在 相同的規(guī)定工作條件下，在全量程范 圍內(nèi)，遲滯現(xiàn)象造成壓力表在同一測(cè) 量點(diǎn)，正反行程輸出值不一樣（如圖2 所示）。彈性遲滯是影響壓力表示值 的一個(gè)最重要因素，不具有彈性遲滯 的彈簧管不存在。
3.空行程誤差
空行程是指彈簧管壓力表齒輪 傳動(dòng)放大和轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中，扇形齒輪與 中心齒輪嚙合時(shí)齒和槽存在的幾何 尺寸公差配合間隙。空行程引起的誤 差屬定值系統(tǒng)誤差，理論上同一檢定 點(diǎn)正反行程誤差大小相等、符號(hào)相 反。彈簧管式壓力表盡管在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 上用游絲克服了這一誤差，但完全消 除空行程誤差是不可能的。
除上述因素外，影響示值誤差的 其他因素還有彈簧管的蠕變，殘余變 形等，在討論示值檢定方法時(shí)影響較 弱，不再詳細(xì)討論!
綜合彈簧管后效誤差、彈性遲滯 誤差和空行程誤差對(duì)彈簧管式壓力 表示值誤差的影響，定性分析可得到 示值誤差特性曲線（如圖3所示）.
二、示值檢定操作方法的討論 國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程JJG52-1987
規(guī)定，壓力表的示值檢定應(yīng)按標(biāo)有數(shù) 字的分度線逐點(diǎn)檢定。檢定時(shí)逐點(diǎn)升 壓檢定到測(cè)量上限后，再按原檢定點(diǎn) 逐點(diǎn)降壓回檢到零點(diǎn)。示值檢定應(yīng)在 同一檢定點(diǎn)升、降壓各檢一次，每一 次檢定輕敲前后讀數(shù)兩次，計(jì)算出每 一檢定點(diǎn)的示值誤差參量：
基本誤差等于輕敲表殼前和 輕敲表殼后的示值與標(biāo)準(zhǔn)器示值 之差!
回程誤差"回等于升壓時(shí)輕敲后的讀數(shù)與降壓時(shí)輕敲后的示值之差。
示值變動(dòng)量！!&等于輕敲表冗前 后！值之差。
結(jié)合壓力表誤差特性曲線分析" 符合國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程JJG52-1987 的要求的壓力表檢定正確操作方法 為:升、降壓示值檢定時(shí)，壓力值應(yīng)順 向逼近對(duì)齊檢定點(diǎn)，否則會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤 的檢定結(jié)果。
以檢定點(diǎn)！為例進(jìn)行示值檢定討 論(見(jiàn)圖3)。
若對(duì)！點(diǎn)升、降壓遵從順向逼近 對(duì)齊法，設(shè)升壓檢定時(shí)，被檢壓力表輕 敲前后示值分別為！1"和！；$';降壓檢定 時(shí)，被檢壓力表輕敲前后示值分別為 Pi"和！：$"，則示值誤差參量分別為 Spi-P! -P、P2 -P、P1-P、P2'-P Apt=P2~P2'
!pu=Pi -P$、P"—P"
若升壓檢定時(shí)由于升壓過(guò)猛，使 壓力值超過(guò)檢定點(diǎn)尸，然后再降到“該 檢定點(diǎn)尸”進(jìn)行該點(diǎn)的示值的升壓檢 定（稱先升后降逆向?qū)R法）。由壓力 示值特性曲線分析可以看出，升壓檢 定被檢壓力表示值本應(yīng)為尸1'，先升后 降的結(jié)果是被檢壓力表的示值為尸2', 使升壓檢定實(shí)質(zhì)上變成了降壓檢定 (輕敲前后的示值分別為P;'和P2')。 若該檢定點(diǎn)降壓檢定操作正確，則意 味著本該對(duì)P點(diǎn)升、降壓各檢一次，實(shí) 質(zhì)上進(jìn)行了兩次降壓檢定，示值誤差 參量計(jì)算為
8n=P;'-P、Pi'-P ! Pt =P$'-P$'=0
!p變=Pi'—P$'
顯然，示值檢定結(jié)果是錯(cuò)誤的， 尤其是該點(diǎn)的回程誤差無(wú)法檢出。
同理可證，降壓檢定時(shí)，由于壓 力控制不好，先降后升對(duì)齊法的示值 檢定結(jié)果也是錯(cuò)誤的。
三、結(jié)論
依據(jù)壓力值特性曲線的分析和國(guó) 家計(jì)量檢定規(guī)程JJG52-1987對(duì)壓力表 示值的要求，壓力表示值檢定的正確 操作方法應(yīng)為：升、降壓檢定時(shí)，壓力 值應(yīng)順向逼近對(duì)齊檢定點(diǎn)，否則，壓力 表的示值檢定結(jié)果會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤。
該結(jié)論對(duì)彈簧管式精密壓力表 的示值檢定操作方法同樣適用。對(duì)用 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的 機(jī)械式儀器儀表的示值檢定操作方 法，也有一定的參考價(jià)值。
