对压力表检定中的标准值估读误差的探索

对压力表检定中的标准值估读误差的探索

李志俊

浙江省方正校准有限公司浙江杭州310018

摘要：根据压力表相关的检定要求和操作规程，发现在检定过程中由于存在人为的示值估读，导致压力表的分度值存在读取误差。根据这一情况，本文首先总结了压力表的准确度等级以及最大允许出现的误差，然后从理论以及实际例子两个不同的方面研究了其在检定过程中的标准示值估读存在的误差，使得标准示值的估读误差变得更加直观可控。

关键词：压力表；检定；标准示值估读误差

当前，数字压力的计量器具使用越来越频繁，其准确度也逐渐提高，由于其具有操作方便、读数方便等特点，在各个行业均得到了广泛的应用。压力表便是其中较为常见的计量器具之一，其显示的准确性会对相关设备的运行产生比较重要的影响，因此为了保证其正常读数，必须定期进行检验操作。但是，在对压力表进行检定操作时，其示值以及变动量均通过估读的方法得出，不可避免的就会产生标准示值的估读误差，因此，如何减小标准示值的估读误差就具有重要的显示意义，本文旨在研究压力表鉴定中的标准示值估读误差，以期方便压力表的实际应用。

一、压力表的准确度等级以及最大允许误差

实际应用中，压力表最大允许误差都是按照其量程的百分比进行计算的。在检定规程中，明确规范了压力表的准确度等级以及最大允许的误差范围。通常而言，准确度等级为4.0的压力表，其最大允许误差是一致的，而对于其它等级的压力表，例如1.0、1.5以及2.5等级，允许存在其测量上限（90一100）%的最大误差，但其必须下放到下一等级不超过90%的最大误差，这样做主要是因为压力表在实际测量过程中，读数往往只是其测量上限的50%左右，测量其上限的10%没有实际应用的价值，而将测量上限10%的最大允许误差放宽到90%左右，不仅不会影响压力表测量的准确度，还能够在一定程度上降低生产企业的成本压力[1]。

因此，在对常规压力表进行检定操作时，压力表示值误差的检定点要根据表示数字的分度线进行选择，最后的未检定点通常可以理解为其测量的上限值。所以，在计量性能的要求中，没有将以上的实际结论进行清晰的文字描述，而在附录A中的检定记录的格式当中也没有把肩顶点的最大可以允许的误差单独进行描述，而是只在附录A的示值检定的记录中设置了“最大示值误差”这一项，但其对于压力表测量上限（90一100）%的检定点和其它的检定点之间有没有明显的差别没有交代清楚。此外，在表格记录中表述的是将压力表所有检定点的标准示值进行对比从而得出了最大的示值误差，也就是将测量上限的（90一100）%的检定点的示值误差和其它检定点的示值误差进行对比得出，但是在实际应用中，测量上限（90一100）%的判定标准已经放宽到了下一个等级不超过90%的最大允许误差，由于这一变化，使得检定的规程并没有完全按照标准准确的进行。

本文持的观点是，上述的检定记录的格式存在着明显的问题，应当进行相应的更改。附录A中信息表示的最大允许的误差，在“测量上限的（90一100）%的最大允许误差”此列后面，还应当将示值检定记录的格式进行改正，添加对检定点独立的合格判定，抛弃之前的与其它检定点对比分析而得出的“最大不值误差”以及“最大回程误差”。简化后的表格如下表所示。

二、理论分析及实例分析

（一）从理论方面进行分析

理论方面，本文选取数字压力校验器作为标准的仪器，将实际使用的一般压力表作为被检定的对象。假设M为压力表检定的上限，压力表的准确度等级为K，其分度值为R，当选取X0作为检定点时（必须满足X0小于M的90%），利用升压检定对标准的示值进行估读误差的分析，与此同时，假设数字压力校验器上的读数为X1，一般压力表上的读数为X2。

首先需要调整标准仪器上的读数，然后在压力表上进行读数，此时X1=X0，X2=X0+1/5nR，示值的误差可以表示为e0=（X2-X1）/M=nR/5M（1）；

第二步，调整压力表的读数，在标准的校验器上进行读数，此时关系为X2=X0，通过利用反校验法进行相关数据的处理，可以将示值的误差表示为e1=（X2-X1）/M=（X0-X1）/M（2）；

将式（1）和式（2）进行对比发现，示值误差e0和e1之间的关系无法确定，但我们可以通过上述的环节寻找其中二者的关系。将标准校验器进行读数调整，在一般的压力表上进行读书操作的时候，此时尽管压力表已经有了一个确定的读数，其是示值进行估读后产生的读数，但在实际上则是首先假定了相关的检定人员选择了正确的示值估读的方法得来，此时，压力表所指示的实际压力应当是一个估值的范围，一般的压力表准确度有限，分度值也没法做到十分精密，因此，实际的压力数值是无法进行读取的。为了讨论的方便，我们提前假定压力表显示值偏大，由此可以得出由于示值误差而引入的误差的绝对量为Δ=｜e0-e1｜（3）。

（二）利用实例进行验证

为了对上述的理论进行充分的验证，我们选取了一块量程为6MPa、精确度为1.6的普通压力表进行检定，此压力表的分度值为0.2MPa，同样选取数字压力校准器作为标准对照，其准确度为0.05级，能够显示5位数字，我们分别选择从1到6MPa的6个检定点进行验证。第一步，对标准校验器的压力进行调整，得到在普通压力表上的检定数据；第二步，对普通压力表的压力进行调整，从而得到标准校验器上的检定数据，最后，按照上文中提到的反校验法，对两组数据进行处理，按照式（3）的描述，可以得出由于示值估读所引入的最大误差为0.33%；接着，根据压力表的操作规范，我们选取的这块压力表在0-5MPa范围内所允许的误差为0.6%，在6MPa处允许的最大误差为2.5%，通过比较可以看出，利用本文所述的方法得出的示值误差和理论的真实值相比更为接近，而直接读数所产生的结果误差明显偏大一些。

三、标准示值的估读误差更为直观

在实际的检测过程中，当检定人员进行检测是，检测项目的示值以及变动量都是通过估读所获得的，回程误差T是计算得来。具体来讲，示值的估读首先是整数部分的读取，然后是小数部分，这两个部分相加就得到了最终的示值。

对小数部分进行估读时，根据已经掌握的实际情况和多年的实际操作进行分析，可以发现分度值的倍数对于示值的估读具有一定的参考价值，也就是指利用指针偏离Xi点的具体宽度大概是分度值0.1的倍数进行估读。估读的数值可正可负，当指针位于Xi点里面的时候，数值为负，反之为正。

通过与第二部分的理论进行结合，可以发现当对压力表进行检定时，通过利用经过简化过后的附录A作为检定的记录，首先，运用示值误差δi作为一次计算得出示值，同时判断示值有没有超过误差，然后通过示值获得示值的误差，与误差允许的范围进行对比。此外，经过实际分析发现，还可以利用轻敲后的示值误差进行检定的操作，这样做一方面比较符合仪器检查的方法和相关的操作习惯，另一方面变得更加简便、实用和直观，而且对于其它检测的项目没有大的影响[2]。

结语

综合本文所述，不论是理论误差的分析还是实际的例子验证，都表明对压力表进行检定时直接读取数字并不符合规范，其在示值、误差、理论示值以及误差等方面都有较大的偏差，通过其它方法处理数据，可以将示值、误差和理论值之间的差距大大减小。

参考文献：

[1]师志鹏.对压力表检定中的标准示值估读误差的相关分析[J].化工管理，2017，（04）：199.

[2]沈益倩.对压力表检定中的标准示值估读误差的探索[J].中国石油和化工标准与质量，2016，（02）：7-8+10.