彈性元件式一般壓力表檢定的一種簡化方法
0 引言
彈性元件式一般壓力表（以下簡稱壓力表），是機(jī)械式壓力表的一種。機(jī)械式壓力表的彈性敏感元件具有很高的機(jī)械強(qiáng)度以及生產(chǎn)方便等特性，使得機(jī)械式壓力表在各大工業(yè)過程控制或技術(shù)測量環(huán)節(jié)中得到廣泛的應(yīng)用。準(zhǔn)確度等級等于或低于1.0級的壓力表、真空表及壓力真空表統(tǒng)稱為一般壓力表。JJG 52-2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表》檢定規(guī)程是用于指導(dǎo)壓力表計量檢定工作的技術(shù)規(guī)范。筆者結(jié)合實際工作經(jīng)驗，提出一種簡化壓力表檢定記錄的方法。
1 壓力表原始記錄簡化記錄方法
JJG 52-2013中7.3.3條明確規(guī)定了讀取被檢壓力表示值按分度值1/5估讀，即壓力表的1/5分度值所表示的壓力值是讀數(shù)的最小估讀值。根據(jù)JJG52-2013中7.2條，壓力表需要讀取示值的項目有零位誤差、示值誤差、輕敲位移、回程誤差，這些都是按分度值的1/5估讀。由于示值可以用標(biāo)準(zhǔn)值加示值誤差表示，示值誤差可以用分度值1/5所表示的壓力值乘以整數(shù)倍表示，因而可以用這個整數(shù)值作為被檢壓力表讀取數(shù)據(jù)的記錄單位。原始記錄中需要填寫的數(shù)值有零位示值、被檢表示值、輕敲位移值及通過這些值計算出的數(shù)值，這些數(shù)值都可以用整數(shù)表示。其中需要注意的是，計算得到的數(shù)值在數(shù)學(xué)計算后不符合倍數(shù)的情況下，要根據(jù)情況使其符合分度值1/5估讀的要求。比如上下行程示值平均計算后得到的儀表示值，在平均運算后如果不滿足該條件，則取絕對誤差值最大的那個行程示值為最后的儀表示值結(jié)果。由于檢定結(jié)果整數(shù)化，不需要從估讀的格數(shù)再次計算出具體壓力示值。壓力表檢定原始記錄數(shù)據(jù)整數(shù)化，配合后面講到的判定表，使用整數(shù)比較判斷檢定結(jié)果。與傳統(tǒng)方法相比，省略由估讀格數(shù)計算具體壓力值和最大誤差，再通過等級及量程計算最大允許誤差，然后再比較過程，達(dá)到簡化流程、提高工作效率的目的。
如表1所示，以一件量程為0～1 MPa，準(zhǔn)確度等級為1.6級的壓力表的原始記錄為例。
表1 壓力表的原始記錄 下載原表
該壓力表的分度值為0.020 MPa,1/5分度值所表示的壓力值為0.004 MPa，當(dāng)以該值為示值單位時，原始記錄如表2所示。
可以看到，檢定原始記錄數(shù)據(jù)整數(shù)化后，需要填寫的數(shù)字減少，達(dá)到工作效率提高的目的。不過當(dāng)需要判斷是否合格時，還需要與整數(shù)化的判定標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合，才能快速判定示值是否合格，這就需要下面所講到的快速查詢表。
表2 簡化后的壓力表原始記錄 下載原表
2 常用壓力表的最大允許誤差的格數(shù)判定表
該查詢表是基于JJG 52-2013對壓力表的規(guī)定，如果需要檢定的壓力表相應(yīng)檢定項目不符合規(guī)定，會導(dǎo)致檢定結(jié)果不合格。有一些規(guī)定將壓力表的量程和計量單位進(jìn)行了限制，從而能總結(jié)出一張簡便的表格，便于快速查詢出壓力表的1/5格數(shù)判定數(shù)。這些規(guī)定如下：
1)JJG 52-2013中3.2條規(guī)定了壓力表使用的法定計量單位為Pa（帕斯卡），或是它的十進(jìn)倍數(shù)單位：kPa、MPa等。即：在我國只能用帕斯卡和它的十進(jìn)倍數(shù)單位作為壓力計量單位；
2)JJG 52-2013中6.1.4條規(guī)定測量范圍的上限應(yīng)符合以下系列中之一：（1×10n,1.6×10n,2.5×10n,4×10n,6×10n）/Pa、kPa或MPa，式中：n是正整數(shù)、負(fù)整數(shù)或零；
3)JJG 52-2013中5.1規(guī)定壓力表的準(zhǔn)確度等級及最大允許誤差應(yīng)符合表3規(guī)定。
表3 壓力表的準(zhǔn)確度等級及最大允許誤差 下載原表
注1：使用中的1.5級壓力表最大允許誤差按1.6級計算，準(zhǔn)確度等級可不更改。注2：壓力表最大允許誤差應(yīng)按其量程百分比計算。
以上3條限制了可檢定壓力表的計量單位、量程和等級，使得符合檢定要求的壓力表的規(guī)格限制在一定范圍之內(nèi)。筆者經(jīng)多年經(jīng)驗積累總結(jié)出常用壓力表規(guī)格量程與分度值和最大允許誤差、1/5格數(shù)判定數(shù)之間關(guān)系的表格。1/5格數(shù)判定數(shù)是用五分之一的分度值的整數(shù)倍數(shù)表示，是由最大允許誤差除以1/5的最小分度值取整數(shù)而得。該表如表4所示。
表4中的“/10”、“/8”是表示將壓力表面上第一個不為零的數(shù)字分為多少等份。比如6 MPa的壓力表，第一個不為零的數(shù)值為1，而0與1之間被分為10等份，則最小估讀值表達(dá)式為(1/10)×1/5=0.02 MPa，其中的1/5是表示最小分度值的1/5。Y-150表示普通壓力表的表殼直徑為150 mm,Y-100表示普通壓力表的表殼直徑為100 mm,Y-60和Y-40可以以此類推。
在表4中，相同量程的壓力表的分度值和最大允許誤差相同，如0～0.1 MPa和真空表0～-0.1 MPa相同，0～0.4 MPa和-0.1～0.3 MPa的相同，不再列舉。
量程成10倍的壓力表的分度值和最大允許誤差也成10倍，而1/5格數(shù)判定數(shù)相同，如0～1 MPa表的量程是0～0.1 MPa表量程的十倍，分度值和最大允許誤差也是它的十倍，而1/5格數(shù)判定數(shù)相同，因而10 MPa之后的表可以通過乘以10計算出來，不再枚舉。
表4 1.6級常用壓力表量程與分度值和最大允許誤差、1/5格數(shù)判定數(shù)之間關(guān)系 下載原表
表4主要涉及的壓力表是日常檢定中常見的壓力表，并沒有包括所有規(guī)格的壓力表，如Y-40的壓力表，與Y-100的壓力表分度值不同，判定格數(shù)也會不同。
根據(jù)JJG 52-2013可以得到，壓力表與示值有關(guān)的檢定項目有零位誤差、示值誤差、輕敲位移、回程誤差。其中零位誤差和示值誤差不超過最大允許誤差則認(rèn)為合格，輕敲位移不超過最大允許誤差絕對值的一半為合格，回程誤差不超過最大允許誤差的絕對值為合格。最大允許誤差在不同測量區(qū)間的值參見表3。結(jié)合上文所講簡化壓力表記錄的方法，壓力表讀取的示值經(jīng)整數(shù)化簡化后與查表4所得的1/5格數(shù)判定數(shù)比較可以得到示值項目是否合格。
以上文中的壓力表為例，該表量程為0～1 MPa，準(zhǔn)確度等級為1.6級。經(jīng)計算得到在測量上限的（0～90）%量程中的最大允許誤差為±0.016 MPa。該量程中格數(shù)判定數(shù)為0.016 MPa除以1/5最小分度值0.004 MPa，整數(shù)化后即4。依據(jù)表3在（90～100）%量程中，其等級按照降一級的2.5級計算，則（90～100）%量程中的最大允許誤差為±0.025 MPa。對應(yīng)的格數(shù)判定數(shù)為0.025 MPa除以1/5最小分度值0.004 MPa，整數(shù)化后即6。傳統(tǒng)的計算方法是將表1的原始記錄結(jié)果與計算得到的最大允許誤差相比較，這需要將每一個點的誤差格數(shù)計算成示值。而利用本文的方法后，無須再次計算，直接用格數(shù)和表中的判定數(shù)比較。比如經(jīng)查表4在第六行可以看到，量程為1 MPa、分度值為0.02 MPa的壓力表在（0～90）%量程中格數(shù)判定數(shù)為4，在（90～100）%量程中格數(shù)判定數(shù)為6。結(jié)合上文所講的簡化壓力表記錄方法，可以用整數(shù)化表示：分別為（0～90）%量程中不超過4、（90～100）%量程中不超過6。從表2可以看到，整數(shù)化后的最大示值誤差為-2，最大回程誤差為1，最大輕敲位移為1，可判定這幾項符合技術(shù)要求?？梢钥闯?，不需要原始記錄的繁瑣計算也可以通過查詢表判斷出示值項目是否合格。
3 結(jié)語
基于JJG 52-2013對壓力表的量程、計量單位、分度值等規(guī)定，總結(jié)出常用壓力表的最大允許誤差的格數(shù)判定表。由于示值可以用標(biāo)準(zhǔn)值加示值誤差表示，利用JJG 52-2013中壓力表的估讀方法，整數(shù)化簡化壓力表原始記錄，結(jié)果的整數(shù)值與查詢格數(shù)判定表所得數(shù)相比較，快速簡便地判定示值合格。這種壓力表檢定的簡化方法不再需要寫出每個具體示值并進(jìn)行計算比較，提高了效率，縮短了檢定時間。檢定人員可以按此方法總結(jié)出各種等級規(guī)格的壓力表查詢表，在檢定時隨時查詢，及時比較出示值結(jié)果，并且還可以配合Excel等軟件處理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)更高效率更少錯誤的電子記錄。
