一般壓力表的校準和常見故障調修

羅穎

大新華飛機維修服務有限公司，海南海口，570203

0 引言

日常工作中最常用的壓力表為一般壓力表，其利用彈簧管發揮其功能，在彈簧管受到壓力時，發生相應的彈性變形、位移，通過機械傳動機構實現進一步擴大，指示裝置隨之做出相應的反應，通過指針顯示出具體的測量值。一般壓力表能夠測量液體、氣體與蒸汽的壓力情況，在社會生產發展中具有不可替代的作用，它的準確度直接影響到工業生產，甚至關系到災難性事故的發生[1]，特別是在民航業，航空器中集合了成千上萬個機械零件和儀器儀表，如果使用不合格的壓力表對飛機進行維修，將可能留下安全隱患，造成無法挽回的嚴重后果。壓力表在使用的過程中會出現各種故障現象，嚴重干擾到其功能的正常發揮，影響工作的順利開展。在這種情況下，對一般壓力表進行故障分析和判斷，并對其出現的故障進行合理的調修，使其調修后滿足檢定規程要求，可為企業節省重新采購的時間及費用成本，提升工作效率。

1 一般壓力表結構及工作原理

1.1 一般壓力表結構

一般壓力表由于其使用較為方便被廣泛應用在各種場合中。其內部構造主要由傳動機構、指示機構、彈簧管和包裝保護部件四部分組成，具體如圖1所示。

1.2 一般壓力表工作原理

一般壓力表可以用來測定液體、氣體等環境中的壓力值，其工作原理就是在彈簧管受到外在壓力以及真空的影響時，內部彈簧管發生變形，它的變形量與作用的壓力呈一定線性關系，在機械傳動結構的帶動之下被放大，而這種變化可以通過指示裝置進行顯示，最后通過指針的位置和表盤上的刻度值顯示出壓力的量值。在整個工作的過程中，彈簧管為感壓元件，將感受到的壓力轉換為位移，機芯又將位移放大，最后顯示到表盤刻度上，以易于觀察的數字指示形式顯示測量的壓力，這個過程就是一般壓力表工作的原理。

2 壓力表校準

壓力表校準主要包括外觀檢查、零位誤差、示值誤差、回程誤差、輕敲位移、指針偏轉平穩性等，主要內容如下。

2.1 壓力表外觀檢查

正常情況下，壓力表上的每個零部件都應該處于安裝牢固、無松動的狀態，這樣才能保證壓力表的正常工作。在壓力表分度盤上，要保證生產信息的齊全，包括制造單位或商標、產品名稱、出廠編號、測量范圍、準確度等級以及計量單位和數字等信息。壓力表的表蒙應無色透明，可以清晰地看到壓力表中指針的位置情況，不應有妨礙讀數的缺陷和損傷。分度盤上也要確保各個標志和數字處于清晰的狀態，便于測壓工作的開展和記錄。對于壓力表指針指示端寬度，正常情況下，指針指示端寬度要小于或等于分度線寬度，同時還要保證指針指示端能夠覆蓋最短分度線長度的1/3～2/3（帶設定指針的壓力表除外）。

2.2 零位誤差校準

外觀符合要求的情況下，為了進一步確保壓力表的工作性能，需要對壓力表進行零位誤差校準。在通大氣的條件下，按照正常工作位置放置，在進行示值誤差校準之前和示值誤差校準完畢后，均應滿足以下要求：帶止銷的壓力表，指針應處于緊靠止銷的位置；沒有止銷的壓力表，指針應處于零位標志內，零位標志寬度應不超過其最大允許誤差絕對值的2倍。

2.3 示值誤差、回程誤差及輕敲位移

壓力表的示值校準是整個壓力表校準活動中最為關鍵的內容，在這一環節中，需要校準壓力表的示值誤差、回程誤差以及輕敲位移等項目，保證示值的準確性。就一般壓力表來說，示值誤差的校準點應根據標有數值的分度線選取，在校準的過程中，要從零點開始慢慢進行升壓校準每個校準點的示值。同時，要細心觀察指針的動態，指針不能出現跳動、卡阻的現象，并可以平穩偏轉。依次完成校準點的示值校準直到測量的上限，此時需進行耐壓3分鐘。完成后，繼續進行回程壓力校準工作，確保逐漸平穩的降壓并記錄每個校準點的回程示值。對每個校準點進行升壓以及降壓校準過程中，要輕輕敲打表殼，觀察輕敲后指針較輕敲前是否發生變動，如有變動需記錄其變動量，變動量應不大于最大允許誤差絕對值的1/2。回程誤差與示值誤差的校準同時進行，其誤差即為同一校準點升壓和降壓輕敲表殼后的示值之差的絕對值。

3 壓力表常見故障及調修方法

一般壓力表的常見故障有很多類型，指針不回零、示值超差、輕敲超差、回程超差、升壓后壓力表無反應（指示）或者出現指針卡阻、跳針等都是使用壓力表過程中容易出現的故障。工作中我們發現，壓力表可能出現其中一種故障，但很多情況下，是多種故障同時存在并相互影響的。對壓力表的故障進行分析是進行調修的前提，故障的分析是否準確直接關系到調修工作的效率。

3.1 指針不回零

指針不回零是在校準壓力表時最常見的故障之一，當在對壓力表進行零位誤差校準時，會發現指針不在零位或在止銷外側，甚至有指針脫落的現象。出現這種故障大多數情況是由于壓力表在運輸過程中處置不當或曾有過撞擊，導致指針或表盤變形；其次是由于壓力表過載，即使用過程中擰緊方式不當使表頭產生應力變形、傳動齒輪摩擦較大等。可采用以下方法進行調整：當游絲過于張大或盤緊時，可通過轉動中心軸調整游絲的松緊度，如游絲已老化彈性不夠，需更換游絲；當機芯固定的位置不合適時，連桿和扇齒之間的夾角會比較小，此時需調整機芯位置；當傳動齒輪摩擦過大時，可調整傳動齒輪的齒和間隙至合適位置；當彈簧管存積的污垢較嚴重或者是彈簧管本身沒有焊接牢固導致位置變動的情況，也會影響指針工作性能發揮，此時要及時清理彈簧管中的污垢，可以向內部注入汽油，通過震蕩搖晃的方式進行清理，而對于彈簧管焊接位置不良的情況，則需要進行重新焊接固定。如果通過調整之后，仍然沒有恢復到正常水平，可能是彈簧管已發生形變，無法恢復。

3.2 升壓后無反應

升壓后壓力表指針未隨著壓力產生偏轉，故障原因可能是指針未正確固定、壓力表彈簧管堵塞、緊固螺釘發生松動、接頭或彈簧管漏油、中心齒輪和扇形齒輪嚙合阻力過大、齒輪磨損嚴重無法傳動等。此故障現象優先考慮與被檢壓力表相通的截止閥是否打開，如果截止閥已確認打開，升壓仍無反應，考慮壓力表接頭處的壓孔是否有堵塞情況，對于堵塞的情況可對堵塞部位進行清洗，用銅絲或針頭疏通，清除污漬；如是指針固定問題，拆下指針后重新釘針即可解決；如是齒輪嚙合阻力過大，可調整兩齒輪配合間隙至適當位置。

3.3 示值誤差超差

（1）在示值誤差為固定值或各校準點誤差的差值不大情況下，可根據各校準點誤差的變化規律，通過調整指針的位置使誤差控制在允許誤差范圍之內。

（2）壓力示值誤差呈線性變化，即示值誤差隨著壓力增大而增大或隨著壓力增大而減小。這種現象主要是由于扇形齒輪的杠桿臂比不正確產生的。如果示值誤差隨著壓力增大而增大，則將調節螺釘沿著槽孔向外（右）移動，即通過減小連接桿和彈簧管自由端的夾角（對于通過U形彎連接的壓力表，則可增大U形彎的開口），將傳動比變小；如果示值誤差隨著壓力增大而減小，則將調節螺釘沿著槽孔向內（左）移動，即通過增大連接桿和彈簧管自由端的夾角（對于通過U形彎連接的壓力表，則可減小U形彎的開口），將傳動比變大。通常這種示值超差情況需要經過反復調整、校準將示值調節螺釘固定在最佳位置，通常采取在槽孔兩邊作刻度線記錄起始位置的方法，可使調整更加方便，減少來回移動反復調整的次數。

（3）壓力示值誤差呈非線性變化。校準中所得的誤差不會因負荷增大成比例增或減少，而是呈由負值逐步趨向為正值或正值逐步趨向為負值的變化，這就是所謂的“先、后快慢不同”，又被稱之為非線性誤差[2]。產生原因有機芯安裝位置不正確、分度盤產生移位或傾斜、連桿與扇形齒輪之間的夾角有偏差等。通常情況下，指針停在表盤中間刻度時，扇形齒輪和連接桿的角度為直角為好，如果出現示值先慢后快（先負后正）的情況，可將機芯的緊固螺釘松開，順時針轉動機芯或將彈簧管的自由端往內移動，減小扇形齒輪與連接桿的夾角；反之，如果出現示值先快后慢（先正后負）的情況，可逆時針轉動機芯或將彈簧管的自由端往外移動，增大扇形齒輪與連接桿的夾角。通常這種示值超差情況，也需要反復調整選擇最佳位置。

3.4 輕敲位移超差

壓力表在使用過程中，由于污漬、震動、摩擦、銹蝕等原因會造成內部緊固螺釘松動、齒輪磨損，游絲缺少足夠張緊力或變形，機芯位置移位等情況，進而產生輕敲位移超差現象。一般情況下，拆開表盤扳動彈簧管，根據游絲的張力情況放松或縮緊游絲，可使示值輕敲位移變小甚至是消失。如果傳動部件之間有摩擦，那么彈簧管自由端就會影響到傳動放大機構與指針組件的正常拖動，例如機芯上的扇形齒輪等構造中軸、孔、齒以及彈簧管自由端相鉸鏈的拉桿等部位上面存在灰塵、油污、銹跡，都會影響其功能的正常發揮。針對這種情況，可以利用清潔刷清掃灰塵，用干凈的抹布擦除油污，嚴重的情況需要將機芯卸下來置于汽油中進行清洗。而對于已經產生銹蝕問題的，還要及時更換部件、機芯等。

3.5 回程誤差超差

回程誤差是由于升壓時彈簧管有滯后力、降壓時彈簧管有后效力而產生回程誤差。回程誤差超差主要原因為零部件之間的配合間隙太大，游絲張大或縮緊的程度不夠，齒牙出現了一定的磨損、彈簧管內有污垢等。出現這種故障，可嘗試適當縮緊或放大游絲，由于污垢影響功能正常發揮的，還需及時做好清潔工作，而對于回程誤差較大的問題，且同時出現指針不回零位的情況，那么可以判定內部彈簧管發生了形變，這就難以再進行修理，要及時進行更換[3]。

3.6 游絲紊亂

游絲是壓力表中最為重要的零件，對其發揮正常功能有著非常重要的作用。游絲最主要的功能就是能夠產生一定的反作用力矩，保證了齒輪緊緊接觸齒廓，從而有效地減小中心齒輪與扇形齒輪之間形成的嚙合間隙造成的示值不準確的問題，此時壓力表指針在工作時，就處于穩定的狀態。壓力表處于零位狀態下，游絲的狀態為預緊狀態，當壓力逐漸提升之后，游絲慢慢松弛下來。表芯游絲紊亂會引起示值誤差超差、回程超差等問題，產生紊亂的原因是壓力表使用過程中突然降壓或是超壓沖擊，或是壓力表的扇形齒輪和中心齒輪的間隙太小，震動過大后產生游絲紊亂的現象。調修游絲時，可通過轉動扇形齒輪使其離開中心齒輪，將游絲恢復初始狀態，再通過轉動中心軸使扇形齒輪與中心齒輪適當配合。如果游絲仍處于輕度變形的情況，可根據情況用鑷子輕輕接觸游絲進行微調，如游絲仍不能正常則需要更換游絲。在完成游絲安裝之后，要重視檢測其沒有明顯的偏心，整個中心軸要保證和平面之間形成垂直狀態，當游絲在松弛、緊縮或者是張開之后，要保證每個圈層之間是勻稱的，沒有出現并圈或者搭圈問題。

3.7 跳針和滯針

標準表在平穩升壓的情況下，被檢壓力表從平穩轉動到突然到達某壓力點，這種現象就稱為“跳針”。標準表在平穩降壓的情況下，被檢壓力表到達某壓力點時突然停止不動，不隨著標準表降壓而回落，隨后又突然彈到另一壓力點，這種現象則稱為“滯針”。產生這兩種現象的原因主要有指針與表盤或者表蒙接觸有摩擦，齒輪嚙合處有污漬，傳動機構配件間的配合間隙過小產生卡阻、游絲粘連等。可通過矯正指針位置避免與其他部件接觸，清理齒輪污漬，調節機芯上、下夾板的松緊程度，調節游絲松緊及空隙，在無壓時用鑷子調整游絲使之不粘連等方式進行調修。

4 壓力表調修的注意事項

壓力表進行內部結構調修時，需要拆開表殼利用起針器取下指針并拆下表盤，根據故障原因判斷調修方式，內部結構調修完畢重新安裝表盤后，一般加壓至除零位外的第一個校準點進行釘針，然后繼續加壓到其他校準點并泄壓到零點檢查是否正常回零，以上步驟完成后，應按照檢定規程進行重新校準，確保量值準確傳遞，以驗證處理問題的方式正確有效。如是壓力表經過了反復多次調修的，應考慮彈性元件的彈性后效，一般靜置2小時后再進行校準，以保證數據的可靠性。當進行壓力表調修和校準時，要及時檢查壓力表螺釘是否已經緊固良好，保證壓力表上的每個螺釘都處于緊固狀態，尤其是用來固定機芯的螺釘以及用于調節示值的螺釘。完成壓力表的安裝，要確保指針軸以及指針是否碰到了表蒙，之后要輕輕搖晃一下表體，察覺是否有聲音，避免其中有其他零件或者雜物，保證壓力表功能都處于正常狀態。

5 結語

本文對壓力表結構、校準、常見故障以及調修方法等方面進行了論述，簡要總結了壓力表發生故障的種類，如指針不回零、升壓后無反應、示值超差、回程超差、輕敲超差、游絲紊亂、跳針和滯針等，為了更好地解決壓力表故障，需要綜合分析原因作出判斷并對癥解決。壓力表的調修是一個反復多次的過程，要有耐心和恒心，更需要依靠長期工作經驗的積累，積極探索調修方法并及時總結，不斷提高工作能力。