壓力校驗(yàn)中誤差指標(biāo)如何分辨

　　在壓力校驗(yàn)工作中，經(jīng)常遇到引用誤差、讀數(shù)誤差、回差等諸多名詞，它們分別是指什么，有什么區(qū)別?先了解幾個(gè)專業(yè)詞匯引用誤差 讀數(shù)誤差、真值、回差、準(zhǔn)確度等級(jí)。

　　引用誤差

　　引用誤差是儀表中常用的一種誤差表示方法，它是相對(duì)于儀表滿量程的一種誤差，測(cè)量的誤差與儀表的滿量程值之比，稱為儀表的引用誤差，它常以百分?jǐn)?shù)表示。

　　例如0.05% 也就是我們常說(shuō)的萬(wàn)分之五(即0.05級(jí))0.02% 也就是我們常說(shuō)的萬(wàn)分之二(即0.05級(jí))

　　讀數(shù)誤差

　　即讀數(shù)精度一般活塞壓力計(jì)用這種表示方法，是以檢定點(diǎn)為基礎(chǔ)計(jì)算的。如(1~100)MPa，0.02級(jí)的活塞壓力計(jì)，其在100MPa點(diǎn)的允許誤差為±100MPa×0.02%=±0.020MPa，而在50MPa這一點(diǎn)的允差誤差為±50MPa×0.02%=±0.01MPa。

　　真值

　　在壓力表檢定時(shí)，沒有準(zhǔn)確數(shù)值，把高精度的壓力標(biāo)準(zhǔn)作為真值，進(jìn)行校驗(yàn)工作。

　　回程誤差

　　也就是常說(shuō)的回差，是指正反行程檢定同一個(gè)點(diǎn)的差值的最大值。

　　準(zhǔn)確度等級(jí)

　　準(zhǔn)確度等級(jí)也稱精度，一般描述壓力表準(zhǔn)確度，最大誤差÷滿量程所得的值，例如：所得值為0.05% 也就是我們常說(shuō)的萬(wàn)分之五(即0.05級(jí))準(zhǔn)確度等級(jí)即0.05級(jí)。

　　壓力校驗(yàn)工作中誤差指標(biāo)的區(qū)分真值是指客觀存在，無(wú)法優(yōu)良準(zhǔn)確地獲得的物理量。在實(shí)際中工作中常把精度足夠高的規(guī)范儀器得出的數(shù)值作為真值。壓力校驗(yàn)儀作為標(biāo)準(zhǔn)器時(shí)，其測(cè)量值我們認(rèn)為是真值。

　　引用誤差一般用來(lái)描述儀表的性能特點(diǎn)的一種方法，壓力校驗(yàn)中，指針式壓力表和數(shù)字壓力表用此種表示方法，是按照儀表的滿量程來(lái)計(jì)算的。如10MPa，0.05級(jí)的數(shù)字壓力校驗(yàn)儀，其所有點(diǎn)的允許誤差為都為±10MPa×0.05%=±0.005MPa。

　　讀數(shù)誤差是誤差的另一種表示方法，壓力校驗(yàn)工作中，活塞壓力計(jì)用此種表示方法，是以檢定點(diǎn)為基礎(chǔ)計(jì)算的。如(1~60)MPa，0.05級(jí)的活塞壓力計(jì)，其在60MPa點(diǎn)的允許誤差為±60MPa×0.05%=±0.030MPa，而在10MPa這一點(diǎn)的允差誤差為±10MPa×0.05%=±0.005MPa。

　　回程誤差也叫回差，是一個(gè)檢定循環(huán)上下行程中同一檢定點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)差值的優(yōu)良值。

　　校準(zhǔn)方法

　　壓力檢測(cè)儀表在出廠前均須經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)，使之符合精度等級(jí)要求;使用中的儀表會(huì)因彈性元件疲勞、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)磨損及腐蝕、電子元器件的老化等造成誤差，所以必須定期進(jìn)行校準(zhǔn)，以保證測(cè)量結(jié)果有足夠的準(zhǔn)確度;另外，新的儀表在安裝使用前，為防止運(yùn)輸過(guò)程中由于震動(dòng)或碰撞所造成的誤差，也應(yīng)對(duì)新儀表進(jìn)行校準(zhǔn)，以保證儀表示值的可靠性。

　　(1)靜態(tài)校準(zhǔn)

　　壓力檢測(cè)儀表的靜態(tài)校準(zhǔn)是在靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下(溫度20±50℃，濕度≤80%，大氣壓力為

　　(1.01×105±1.06×104) Pa (760±80mmHg)，且無(wú)振動(dòng)沖擊的環(huán)境)，采用一定標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)的校準(zhǔn)設(shè)備，對(duì)儀表重復(fù)(不少于3次)進(jìn)行全量程逐級(jí)加載和卸載測(cè)試，獲得各次校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，以確定儀表的靜態(tài)基本性能指標(biāo)和精度的過(guò)程。

　?、傩?zhǔn)方法

　　校準(zhǔn)方法通常有兩種:一種是將被校表與標(biāo)準(zhǔn)表的示值在相同條件下進(jìn)行比較;另一種是將被校表的示值與標(biāo)準(zhǔn)壓力比較。無(wú)論是壓力表還是壓力傳感器、變送器，均可采用上述兩種方法。一般在被校表的測(cè)量范圍內(nèi)，均勻地選擇至少5個(gè)以上的'校驗(yàn)點(diǎn)，其中應(yīng)包括起始點(diǎn)和終點(diǎn)。

　　標(biāo)準(zhǔn)儀表的選擇原則是:標(biāo)準(zhǔn)表的允許絕對(duì)誤差應(yīng)小于被校表的允許絕對(duì)誤差的1/3~1/5，這樣可忽略標(biāo)準(zhǔn)表的誤差，將其示值作為真實(shí)壓力。采用此種校驗(yàn)方法比較方便，所以實(shí)際校驗(yàn)中應(yīng)用較多。將被校表示值與標(biāo)準(zhǔn)壓力比較的方法主要用于校驗(yàn)0.2級(jí)以上的精密壓力表，亦可用于校驗(yàn)各種工業(yè)用壓力表。

　?、趬毫π?zhǔn)儀器

　　常用的壓力校準(zhǔn)儀器有液柱式壓力計(jì)、活塞式壓力計(jì)或配有高精度標(biāo)準(zhǔn)表的壓力校驗(yàn)泵。

　　測(cè)量活塞以及砝碼的重力與螺旋壓力發(fā)生器共同作用于密閉系統(tǒng)內(nèi)的工作液體(一般采用潔凈的變壓器油或蓖麻油等)，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)工作液體的壓力與此重力相平衡時(shí)，測(cè)量活塞l將被頂起而穩(wěn)定在活塞筒3內(nèi)的任意平衡位置上。這時(shí)有壓力平衡關(guān)系在承重托盤上換不同的砝碼，由螺旋壓力發(fā)生器推動(dòng)工作活塞，工作液體就可處于不同的平衡壓力下，因此可以方便而準(zhǔn)確地由平衡時(shí)所加的砝碼和活塞本身的質(zhì)量得到壓力p的數(shù)值。此壓力可以作為標(biāo)準(zhǔn)壓力，用以校驗(yàn)壓力表。如果把被校壓力表6上的示值與這一準(zhǔn)確的壓力p相比較，便可知道被校壓力表的誤差大小。也可以關(guān)閉a閥，在b閥上部接入標(biāo)準(zhǔn)壓力表，由壓力發(fā)生器改變工作液壓力，比較被校表和標(biāo)準(zhǔn)表上的示值進(jìn)行校準(zhǔn)。

　　(2)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)

　　在一些工程技術(shù)領(lǐng)域常會(huì)遇到壓力動(dòng)態(tài)變化的情況，例如，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室壓力在啟動(dòng)點(diǎn)火后的瞬間，有極為快速變化;在產(chǎn)生振蕩燃燒時(shí)，壓力變化頻率從幾赫到數(shù)千赫。為了能夠準(zhǔn)確測(cè)量壓力的動(dòng)態(tài)變化，要求壓力傳感器的頻率響應(yīng)特性要好。實(shí)際上壓力傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了該傳感器對(duì)動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量的適用范圍和測(cè)量精度。因此，對(duì)用于動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量的傳感器或測(cè)壓系統(tǒng)必須進(jìn)行動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)，以確定其動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，如頻率響應(yīng)函數(shù)、固有頻率、阻尼比等。

　　壓力檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)首先需要解決標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)壓力信號(hào)源問(wèn)題。產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)壓力信號(hào)的裝置有多種形式，根據(jù)其所提供的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)壓力信號(hào)可分為兩類:一類是穩(wěn)態(tài)周期性壓力信號(hào)源，如機(jī)械正弦壓力發(fā)生器、凸輪控制噴嘴、電磁諧振器等;另一類是非穩(wěn)態(tài)壓力信號(hào)源，如激波管、閉式爆炸器、快速卸載閥及落錘液壓動(dòng)效裝置等。

　　①穩(wěn)態(tài)校準(zhǔn)

　　圖2和圖3所示均為產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)周期性校準(zhǔn)壓力源的裝置，圖2是電磁式正弦壓力發(fā)生器。當(dāng)流過(guò)電磁式力發(fā)生器中的電流呈正弦規(guī)律變化時(shí)便產(chǎn)生正弦力，使輸給傳感器的介質(zhì)壓力按正弦規(guī)律變化。