引言

      電接點壓力表是用于測量各種無爆炸危險流體介質(zhì)的儀表，廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電站等工業(yè)部門或機(jī)電設(shè)備中，通常與相應(yīng)電氣元器件 （如繼電器及接觸器） 配套使用。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 （以下簡稱“規(guī)程”） 對電接點壓力表檢定項目有明確具體要求。以下結(jié)合實際工作經(jīng)驗，探討電接點壓力表在設(shè)定點偏差檢定中需要注意的幾個問題。 

 

1 電接點壓力表概述

1.1 結(jié)構(gòu)及工作原理

      電接點壓力表由測量系統(tǒng)、指示系統(tǒng)、磁助電接點裝置、外殼、調(diào)整裝置和接線盒 （插頭座）等組成。其工作原理是基于測量系統(tǒng)中的彈簧管在被測介質(zhì)壓力作用下，產(chǎn)生管端位移，通過齒輪傳動機(jī)構(gòu)將被測壓力值由指針在分度盤上指示出來。與此同時，指針帶動動觸點，與設(shè)定指針上的靜觸點 （上限或下限） 相接通 （或切斷），使控制系統(tǒng)電路得以斷開或接通，以達(dá)到自動控制和發(fā)信報警的目的。不銹鋼電接點壓力表在普通彈簧管式壓力表上增加了一套電接點裝置。電接點裝置的主要作用是，當(dāng)壓力值達(dá)到預(yù)設(shè)定值時發(fā)生反應(yīng)或報警。

 

 1.2 設(shè)定點偏差檢定方法

 

      根據(jù)規(guī)程要求，電接點壓力表的檢定包括 3 部分內(nèi)容：一是基本誤差檢定，即對示值誤差、回程誤差、輕敲位移等項目開展檢定，檢定內(nèi)容與一般壓力表檢定內(nèi)容相同；二是電氣性能檢查，即對電接點壓力表絕緣強(qiáng)度和絕緣電阻開展檢定，這是對電接點壓力表安全管理的要求；三是壓力控制區(qū)間檢定，即對電接點壓力表設(shè)定點偏差和切換差開展檢定。以下主要討論第 3 部分內(nèi)容。

 

      電接點壓力表設(shè)定點偏差檢定可以在基本誤差檢定之前開展，也可以在基本誤差檢定之后開展，檢定時需配套使用電接點信號發(fā)訊設(shè)備。根據(jù)規(guī)程要求，設(shè)定點偏差的檢定點應(yīng)根據(jù)需要，選擇在壓力表量程的 25%，50% 和 75% 附近的分度線上進(jìn)行。檢定時，先將設(shè)定指針撥到所需檢定的設(shè)定點，均勻緩慢地升壓或降壓。當(dāng)指示指針 （壓力指針） 接近設(shè)定值時，升壓或降壓速度應(yīng)緩慢均勻。當(dāng)電接點發(fā)生動作并有輸出信號時 （電接點信號發(fā)訊設(shè)備有聲光報警時），停止加 （減） 壓力并在標(biāo)準(zhǔn)器上讀取壓力值，此值即為上切換值或下切換值。此值與設(shè)定值的差值即為設(shè)定點偏差。重復(fù)上述操作，依次在選擇的其他檢定點開展檢定并記錄。

 

2 設(shè)定點偏差檢定存在的問題及解決方案

2.1 標(biāo)準(zhǔn)器選擇的局限性與解決方案

2.1.1 局限性

 

      （1） 不具備連續(xù)測量功能。規(guī)程規(guī)定，在開展耐震電接點壓力表設(shè)定點偏差檢定時，要在標(biāo)準(zhǔn)器上讀取實際值。因此，要求標(biāo)準(zhǔn)器具備連續(xù)測量功能。但是，在規(guī)程 7.1.1 中，將活塞式壓力計、雙活塞式壓力計等并不具備連續(xù)測量功能的設(shè)備，也列入可供選擇的標(biāo)準(zhǔn)器，顯然沒有充分考慮電接點壓力表設(shè)定點偏差的檢定需求。 

 

      （2） 不滿足允許誤差要求。規(guī)程規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)器非常大允許誤差絕對值應(yīng)不大于被檢壓力表非常大允許誤差絕對值的 1/4。在檢定電接點壓力表時，一般會根據(jù)電接點壓力表非常大允許誤差絕對值 （一般為 1.6%FS） 選擇標(biāo)準(zhǔn)器，容易忽略磁助直接作用式電接點壓力表設(shè)定點偏差的允許誤差下限絕對值為 0.5%FS。如果按照非常大允許誤差絕對值，選擇相應(yīng)測量范圍的 0.4 級精密壓力表作為標(biāo)準(zhǔn)器，顯然不能滿足設(shè)定點偏差絕對值 1/4 的要求。

 

 2.1.2 解決方案

針對上述標(biāo)準(zhǔn)器選擇的局限性問題，提出解決方案如下。 

      （1） 選擇 0.05 級及以上的數(shù)字壓力計作為標(biāo)準(zhǔn)器，既可以達(dá)到連續(xù)測量的目的，也能符合磁助直接作用式電接點壓力表設(shè)定點偏差的誤差要求。 

      （2） 建議修訂現(xiàn)行規(guī)程，進(jìn)一步細(xì)化和明確電接點壓力表對標(biāo)準(zhǔn)器的要求。

 

 2.2 人為誤差的不確定性與解決方案

人為誤差主要來源于以下 2 個方面。 

      （1） 規(guī)程對設(shè)定指針的寬度沒有具體要求。雖然在設(shè)定點偏差檢定時，讀取的是標(biāo)準(zhǔn)器實際值，但如果設(shè)定指針的指示端寬度過寬，會大大增加線誤差引入的不確定度。

 

      （2） 規(guī)程指出，電接點壓力表設(shè)定點應(yīng)在壓力表量程的 25%，50% 和 75% 這 3 點附近的分度線上選取。以量程為 1.6 MPa 的磁助直接作用式電接點壓力表為例開展試驗，分別在量程的 25% 和50% 檢定點附近測量，1 次在檢定點分度線偏左， 1 次在檢定點分度線偏右。從 2 次測量結(jié)果看，非常大差值絕對值在 0.01 MPa 以上，甚至超出磁助直接作用式電接點壓力表設(shè)定點偏差允許誤差下限值的絕對值 0.008 MPa。設(shè)定點偏差檢定試驗數(shù)據(jù)見表 1。

      針對上述人為誤差的不確定性問題，提出以下解決方案：檢定時，將設(shè)定指針撥至需要檢定的分度線上，使設(shè)定指針中心線與分度線中心線重合，盡量降低由設(shè)定指針位置導(dǎo)致的測量誤差。

 

 2.3 設(shè)定點偏差概念不清與解決方案

      “設(shè)定點偏差”在規(guī)程術(shù)語中解釋為“ 輸出變量按規(guī)定的要求輸出時，設(shè)定值與測得的實際值之差 ”，但同樣在規(guī)程的 7.3.7.1 c） 中定義“ 上切換值與設(shè)定點壓力值的差值為升壓設(shè)定點偏差，下切換值與設(shè)定點壓力值的差值為降壓設(shè)定點偏差 ”。根據(jù)前者，可以將設(shè)定點偏差理解為設(shè)定值與測得值之差；根據(jù)后者，可以將設(shè)定點偏差理解為測得值與設(shè)定值之差。同時在規(guī)程中，針對直接作用式電接點壓力表而言，對設(shè)定點偏差的計量性能要求是“不超過示值非常大允許誤差”；針對磁助直接作用式電接點壓力表而言，對設(shè)定點偏差的計量性能要求是“ -4%FS～-0.5%FS 或 0.5%FS～4%FS ”。由此可見，設(shè)定點偏差不是絕對值，而是一個非負(fù)即正的值。因此，在檢定數(shù)據(jù)處理過程中，極易出現(xiàn)符號相反的情況。

 

針對上述設(shè)定點偏差概念不清的問題，提出如下解決方案。 

      （1） 明確設(shè)定點偏差計算方法。在 JJF 1008—2008 《壓力計量名詞術(shù)語及定義》中，設(shè)定點偏差的定義是：“輸出變量按規(guī)定的要求輸出時，設(shè)定值與測得的實際值之差。”在電接點壓力表設(shè)定點偏差檢定時，設(shè)定值為電接點壓力表設(shè)定指針?biāo)�指示的壓力值，實際值是從標(biāo)準(zhǔn)器所讀到的值。因此，設(shè)定點偏差應(yīng)該是設(shè)定值減去標(biāo)準(zhǔn)器上讀到的實際值得到的差值。 

 

      （2） 建議修訂現(xiàn)行規(guī)程，使術(shù)語中的“ 設(shè)定點偏差”與 7.3.7.1 c） 中表述一致。

 

此外，在開展電接點壓力表設(shè)定點偏差檢定時，還需要考慮以下 2 點：

      ① 開展設(shè)定點偏差檢定時，直接記錄標(biāo)準(zhǔn)器上讀到的實際值，該值不修約；

      ② 磁助直接作用式電接點壓力表設(shè)定點偏差允許值為 2 個區(qū)間的集合，即設(shè)定點偏差落在“ -4%FS～-0.5%FS 或 0.5%FS～4%FS ”2 個區(qū)間內(nèi)為合格，否則為不合格。 

 

3 結(jié)語

      選擇正確的標(biāo)準(zhǔn)器和采用較為合理的方法，開展電接點壓力表設(shè)定點偏差檢定，能夠進(jìn)一步提高電接點壓力表設(shè)定點偏差量值的準(zhǔn)確性和可靠性。檢定員在檢定過程中不能僅滿足于按照檢定規(guī)程的要求開展檢定，更要勤動手、多思考，尤其對于某些檢定規(guī)程不夠細(xì)化的地方，應(yīng)進(jìn)一步思考和優(yōu)化，以提高檢定結(jié)果的可靠性。