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技術(shù)文章

淺析壓力表的校驗(yàn)方法有那些

點(diǎn)擊次數(shù)：5836 發(fā)布時(shí)間：2015-5-11

新生產(chǎn)的壓力表出廠前要進(jìn)行校驗(yàn)，以確定其精度等級；使用一段時(shí)間的壓力表也要進(jìn)行校驗(yàn)，看其是否仍符合原來的精度指標(biāo)，若校驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)其誤差超過規(guī)定值，則應(yīng)對其進(jìn)行檢修或按精度級降級使用。

對壓力表的校驗(yàn)，一般分靜態(tài)校驗(yàn)及動(dòng)態(tài)校驗(yàn)兩類。
靜態(tài)校驗(yàn)是測定靜態(tài)精度，確定壓力表的精度等級，常用的方法為“砝碼校驗(yàn)法"和“標(biāo)準(zhǔn)表比較法"。動(dòng)態(tài)校驗(yàn)主要是測定壓力表的動(dòng)態(tài)性，常用的方法為“激波管法"。
1．砝碼校驗(yàn)法
“砝碼校驗(yàn)法"是應(yīng)用靜壓平衡原理，所用設(shè)備為活塞式壓力計(jì)。
(1)活塞式壓力計(jì)的結(jié)構(gòu)與工作原理
活塞式壓力計(jì)的結(jié)構(gòu)原理如下圖所示。它由壓力發(fā)生系統(tǒng)和壓力測量系統(tǒng)兩部分組成。

活塞式壓力計(jì)的結(jié)構(gòu)原理


測量系統(tǒng)的測量活塞1上端的托盤上放有荷重砝碼2，其下端作用在工作液上。當(dāng)工作液的壓力P與活塞、托盤及砝碼作用于活塞截面積上的壓力相等時(shí)，活塞就穩(wěn)定在相應(yīng)位置上。這時(shí)，力的平衡關(guān)系為：PA-W+Wo式中A-測量活塞的截面積；W、wo-砝碼和測量活塞（包括托盤）的重量。
　　
　　因此：2889544
　　
　　一般取A等于1cm2或0.1cm2，這樣便很方便地由所加砝碼的重量及測量活塞的重量知道工作液的壓力數(shù)值。由于目前機(jī)械加工的尺寸精度可以達(dá)到很高，而重量的稱量亦很，則此種壓力計(jì)的測量精度較高，其基本允許誤差為±0.2%和±0.05%兩種（即精度為0.2級和0.05級）。把被校壓力表6接通，逐點(diǎn)測量工作液的壓力，即讀出被校表的指示值P’，則P’與P的差值便是被校表的誤差。
　　
　　壓力發(fā)生系統(tǒng)的螺旋壓力發(fā)生器4，是通過手輪7旋轉(zhuǎn)絲桿8，推動(dòng)工作活塞9擠壓工作液，經(jīng)工作液傳壓給測量活塞的。實(shí)際上，砝碼等通過測量活塞已經(jīng)使工作液產(chǎn)生相應(yīng)的壓力，但考慮工作液略有壓縮或泄漏，利用工作活塞使容積變化，從而使工作液達(dá)到一定壓力，以便起測量活塞并使之停在某一固定的平衡位置上。工作液常選用變壓器油或蓖麻油。
(2)校驗(yàn)方法
①將活式壓力計(jì)放在操作方便，沒有震動(dòng)的工作臺上，通過支承螺釘?shù)恼{(diào)整，觀察氣泡水準(zhǔn)器，使壓力計(jì)處于水平位置。
②把工作液（變壓器油或蓖麻油）灌入油杯內(nèi)，反復(fù)旋轉(zhuǎn)手輪，以排除管道內(nèi)的空氣。
③關(guān)閉進(jìn)油閥，緩慢地旋轉(zhuǎn)手輪，觀察測量活塞是否正常升降以及有無漏油現(xiàn)象。若一切正常，便可安裝被校的壓力表。
④打開進(jìn)油閥，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)手輪，將工作液吸到工作活塞缸內(nèi)。一般可將絲桿旋出全程的3/4左右即可。
⑤關(guān)閉進(jìn)油閥，打開被校壓力表下方的切斷閥c，按被校點(diǎn)之值加相應(yīng)的砝碼；并輕輕旋轉(zhuǎn)手輪，使活塞停在某一固定的高度上（一般在活塞桿及基座上刻有標(biāo)志線）。為減少測量活塞的摩擦，要使測量活塞轉(zhuǎn)動(dòng)。
⑥正行程達(dá)到上限值時(shí)，再逐漸減少砝碼，進(jìn)行反行程的校驗(yàn)，將正、反行程被校表的示值記在相應(yīng)表格內(nèi)。

⑦校驗(yàn)完畢后，再將工作液全部壓入油杯內(nèi)。
　　
2．標(biāo)準(zhǔn)表比較法
“砝碼比較法"雖然精度較高，但是操作麻煩，要把砝碼不斷搬上搬下，這對于壓力比較高及大批量的校驗(yàn)顯然是不適宜的。對于0.5級以下的普通壓力表，可采用“標(biāo)準(zhǔn)表比較法"進(jìn)行校準(zhǔn)?！皹?biāo)準(zhǔn)表比較法"是將被測的壓力表與一只標(biāo)準(zhǔn)的壓力表進(jìn)行示值的比較，其差值被認(rèn)為是被校表的誤差，因此，標(biāo)準(zhǔn)表的精度要比被校表的精度高兩級以上。
“標(biāo)準(zhǔn)表比較法"所用設(shè)備為壓力表校驗(yàn)儀（或稱壓力泵）。其原理圖與活塞式壓力計(jì)相似，只是沒有測量活塞，代之以一只標(biāo)準(zhǔn)壓力表。工作液壓力的增加與減少*靠工作活塞，或稱之為手搖泵來完成。
在校驗(yàn)時(shí)，要在全量程范圍內(nèi)逐點(diǎn)進(jìn)行校驗(yàn)。一般的校驗(yàn)可選4～6點(diǎn)，由各點(diǎn)誤差中的z大值確定其精度。
校驗(yàn)的方法與步驟和“砝碼比較法"類似，只是標(biāo)準(zhǔn)的壓力值由標(biāo)準(zhǔn)表讀得。另外要注意加壓時(shí)，緩慢升壓達(dá)到被校點(diǎn)之值，不可超越，萬一不慎超越時(shí)，要多退回些再升上；同樣，下降時(shí)也要緩慢，這樣所得之值才能正確地計(jì)算出壓力表的回差。
在校驗(yàn)真空計(jì)時(shí)，要預(yù)先把工作活塞內(nèi)的工作液都排到油杯中，關(guān)閉進(jìn)油閥后，反旋手柄使管路中形成真空。同樣是用被校真空計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)真空計(jì)之示值進(jìn)行比較，求出誤差值。
3．激波管校驗(yàn)法
“激波管校驗(yàn)法"是進(jìn)行動(dòng)態(tài)校驗(yàn)的常用方法，它主要是用來校驗(yàn)各種類型的動(dòng)態(tài)壓力傳感器，如應(yīng)變式壓力計(jì)等。
動(dòng)態(tài)校驗(yàn)的關(guān)鍵問題是如何對被校壓力計(jì)加一個(gè)較理想的階躍壓力。激波管就是一個(gè)較理想的壓力階躍函數(shù)發(fā)生器，激波管是一根具有橫截面的長管子，管內(nèi)被膜片分隔成兩個(gè)封閉的室，兩室的壓力一高一低。
當(dāng)膜片突然破裂時(shí)，高壓室的氣體向低壓室膨脹，便產(chǎn)生一個(gè)比膨脹氣體運(yùn)動(dòng)還快的激波。激波管中的壓力上升時(shí)間很短，為10-9s數(shù)量級，其壓力數(shù)值亦可通過計(jì)算求得。
校驗(yàn)裝置原理如下圖所示。除激波管外，裝置中還有氣源、測速和記錄部分。

校驗(yàn)裝置原理


　　
　　氣源部分主要是由氣瓶供給高壓氣體，再經(jīng)過操作臺的減壓閥、控制閥，使激波管高壓室和低壓室各有一定的壓力值。
　　
　　測速部分由壓電式傳感器、限幅放大器和電子計(jì)數(shù)器組成。當(dāng)入射激波經(jīng)過傳感器A1時(shí)，A1輸出一信號，經(jīng)限幅放大輸至電子計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)。入射激波再前進(jìn)經(jīng)過傳感器A2時(shí)，A2也輸出一信號，同樣經(jīng)限幅放大后輸至電子計(jì)數(shù)器，使之停止計(jì)數(shù)，由此可測得激波傳播速度。
　　
　　記錄部分由測量電路、放大器、記憶示波器和頻譜儀組成。被校的壓力傳感器可放在側(cè)壁上，但其感受的壓力值較低，故一般都是放在激波管末端的端面上。
　　
　　校驗(yàn)時(shí)，記憶示波器處于等待掃描狀態(tài)，A3是觸發(fā)傳感器，當(dāng)它感受到激波壓力后輸出一信號，經(jīng)放大后加至記憶示波器外觸發(fā)輸入端，從而產(chǎn)生掃描信號。
　　
　　接著被測傳感器感受到激波，它與測量電路配合，輸出一信號，經(jīng)放大送至記憶示波器輸入端，于是被測傳感器的過渡過程被記憶示波器記下。同時(shí)，過渡過程也輸?shù)絼?dòng)態(tài)頻譜儀中，便可測出傳感器的固有頻率。
　　
　　此校驗(yàn)法適用于具有較高固有頻率的傳感器。一般精度可達(dá)±5%，但其操作和計(jì)算都比較復(fù)雜。

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