壓力表計(jì)量準(zhǔn)確性的影響因素與對(duì)策分析

【摘要】目前，壓力表的計(jì)量檢測(cè)工作逐漸從傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試轉(zhuǎn)向更為復(fù)雜多變的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。基于此，結(jié)合實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，深入剖析影響壓力表計(jì)量準(zhǔn)確性的相關(guān)因素，并有針對(duì)性地提出具體解決方案和應(yīng)對(duì)策略，以期提升壓力表在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中的計(jì)量準(zhǔn)確性與可靠性。

【關(guān)鍵詞】壓力表；計(jì)量檢測(cè)；準(zhǔn)確性

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.06.074

Analysis of the Influencing Factors and Countermeasures for the Measurement Accuracy of Pressure Gauges

CHENG Bo

（Enshi Prefecture Metrological Verification and Testing Institute， Enshi 445000， China）

Abstract： At present， the metrological inspection work of pressure gauges is gradually shifting from traditional laboratory testing to more complex and variable field testing. Based on this， combined with practical work experience， this paper deeply analyzes the relevant factors that affect the metrological accuracy of pressure gauges， and puts forward specific solutions and coping strategies in a targeted manner， in order to improve the metrological accuracy and reliability of pressure gauges in field testing.

Keywords： pressure gauges； metrological inspection； accuracy

壓力表在工業(yè)領(lǐng)域扮演著至關(guān)重要的角色，廣泛應(yīng)用于石油化工、電力、制藥、冶金等行業(yè)，用于監(jiān)測(cè)生產(chǎn)工藝流程中的壓力變化。壓力表的計(jì)量準(zhǔn)確性不僅對(duì)于保障生產(chǎn)安全至關(guān)重要，而且對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量、優(yōu)化能源消耗等方面也具有深遠(yuǎn)的影響。因此，深入分析和研究影響壓力表計(jì)量準(zhǔn)確性的因素，并制定相應(yīng)的解決對(duì)策，對(duì)于提升工業(yè)生產(chǎn)效率和增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。

1影響壓力表計(jì)量準(zhǔn)確性的因素

1.1環(huán)境因素

環(huán)境因素對(duì)壓力表的計(jì)量準(zhǔn)確性具有十分顯著的影響。在生產(chǎn)活動(dòng)實(shí)踐中，壓力表通常都處于復(fù)雜多變的環(huán)境中，作業(yè)場(chǎng)所的溫度、濕度、振動(dòng)、沖擊以及電磁干擾等都容易對(duì)壓力儀表的計(jì)量結(jié)果產(chǎn)生干擾。

1）外部環(huán)境的溫濕度變化情況。溫濕度變化容易讓壓力表內(nèi)部元件因熱脹冷縮而出現(xiàn)濕度吸附效應(yīng)，在一定程度上影響壓力表的機(jī)械性能和電氣性能。這常常會(huì)導(dǎo)致壓力表出現(xiàn)零點(diǎn)漂移、靈敏度下降或示值誤差增大等情況。為了有效規(guī)避環(huán)境溫濕度變化對(duì)壓力表計(jì)量準(zhǔn)確性的影響，應(yīng)當(dāng)采取如引入恒溫恒濕設(shè)備、對(duì)儀表進(jìn)行溫度補(bǔ)償或選用對(duì)溫濕度變化不敏感的材料等措施。

2）振動(dòng)、沖擊與機(jī)械應(yīng)力帶來(lái)的影響。工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中的機(jī)械振動(dòng)、沖擊以及由此產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力會(huì)對(duì)壓力儀表的彈性元件和機(jī)械部件造成損傷或變形，進(jìn)而影響其計(jì)量準(zhǔn)確性。長(zhǎng)時(shí)間的振動(dòng)與沖擊還容易導(dǎo)致壓力表內(nèi)部元件松動(dòng)或磨損，進(jìn)一步增加計(jì)量誤差。所以在設(shè)計(jì)和安裝壓力表時(shí)，應(yīng)充分考慮其抗振和抗沖擊性能，并采取隔振和緩沖措施。

3）作業(yè)環(huán)境中電磁干擾與輻射的影響。電磁干擾和輻射會(huì)對(duì)壓力表的電氣系統(tǒng)和電子元件造成干擾，繼而出現(xiàn)信號(hào)失真、噪聲增加或示值不穩(wěn)定等問(wèn)題。為了避免出現(xiàn)這一問(wèn)題，可采取屏蔽、接地、濾波等方式，同時(shí)確保儀表的電磁兼容性符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[1]。

1.2儀表自身因素

1）在設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中存在質(zhì)量差異。不同廠家或同一廠家生產(chǎn)的不同批次壓力表在設(shè)計(jì)和制造上可能存在差異，進(jìn)而導(dǎo)致壓力表在相同條件下的計(jì)量結(jié)果產(chǎn)生偏差。

2）量程、精度與重復(fù)性因素。量程即壓力表能夠測(cè)量的最大壓力范圍，而精度反映了壓力表測(cè)量結(jié)果與真實(shí)值之間的接近程度，重復(fù)性則指的是相同條件下多次測(cè)量同一壓力值時(shí)，壓力表示值的一致性。如果量程選擇不當(dāng)、精度不足或重復(fù)性差都很容易增加計(jì)量誤差。

3）長(zhǎng)期穩(wěn)定性與漂移。長(zhǎng)期穩(wěn)定性即壓力表在長(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)程中保持計(jì)量性能穩(wěn)定的能力，漂移則是指壓力表在長(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)程中因?yàn)閮?nèi)部元件老化、磨損或外部條件變化等原因?qū)е碌氖局灯睢?/p>

1.3安裝及使用因素

1）壓力表的具體安裝位置、方向與連接方式。壓力表的安裝位置不合理可能導(dǎo)致壓力表受到非均勻應(yīng)力或溫度梯度的影響；安裝方向錯(cuò)誤容易造成內(nèi)部元件受力不均或產(chǎn)生附加誤差；連接方式不合理可能引起泄漏、堵塞或附加壓力損失等問(wèn)題。

2）沒(méi)有積極開(kāi)展好定期維護(hù)與校準(zhǔn)工作。定期維護(hù)和校準(zhǔn)是保持壓力表計(jì)量準(zhǔn)確性的重要前提，但是很多企業(yè)在實(shí)際應(yīng)用中因?yàn)榫S護(hù)保養(yǎng)意識(shí)不強(qiáng)、校準(zhǔn)周期過(guò)長(zhǎng)或校準(zhǔn)方法不當(dāng)?shù)龋沟脡毫Ρ硖幱谑藁蚴?zhǔn)狀態(tài)，這樣不僅會(huì)對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確性帶來(lái)很大影響，還可能導(dǎo)致安全隱患和產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題[2]。

3）實(shí)際使用中出現(xiàn)過(guò)載與不當(dāng)操作。在壓力表工作過(guò)程中，如果長(zhǎng)時(shí)間承受超過(guò)其額定范圍的壓力或受到瞬間沖擊等過(guò)載作用，容易造成彈性元件變形、機(jī)械部件損壞或電氣系統(tǒng)失效等問(wèn)題。另外，作業(yè)人員不當(dāng)操作，如頻繁開(kāi)關(guān)、快速調(diào)壓等，也可能對(duì)壓力表造成損傷或影響其計(jì)量準(zhǔn)確性。

1.4校驗(yàn)與檢定因素

1）校驗(yàn)設(shè)備的準(zhǔn)確性與溯源性。校驗(yàn)設(shè)備是用于對(duì)壓力表進(jìn)行校準(zhǔn)和檢定的工具。檢驗(yàn)設(shè)備的準(zhǔn)確性直接決定了校準(zhǔn)結(jié)果的可靠性，若校驗(yàn)設(shè)備自身存在誤差或沒(méi)有進(jìn)行定期校準(zhǔn)，最終檢驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)也很容易出現(xiàn)偏差。

2）檢定程序與方法的規(guī)范性。檢定程序和方法是指導(dǎo)校驗(yàn)工作人員開(kāi)展校準(zhǔn)操作的核心依據(jù)，若檢定程序不規(guī)范、方法不合理或操作不嚴(yán)謹(jǐn)，都容易讓校準(zhǔn)結(jié)果失真或產(chǎn)生附加誤差。

3）校驗(yàn)人員的專業(yè)能力與工作經(jīng)驗(yàn)。一個(gè)擁有豐富專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的校驗(yàn)人員可以更準(zhǔn)確地識(shí)別問(wèn)題、分析原因并采取有效的措施來(lái)解決問(wèn)題。

2提高壓力表計(jì)量準(zhǔn)確性的對(duì)策建議

2.1環(huán)境因素控制

1）創(chuàng)設(shè)相對(duì)穩(wěn)定的檢驗(yàn)環(huán)境，有效控制溫濕度等外部條件。為確保測(cè)量結(jié)果的可靠性和穩(wěn)定性，作業(yè)人員可通過(guò)使用空調(diào)、加濕器、除濕器和溫濕度控制器等恒溫恒濕設(shè)備嚴(yán)格控制檢測(cè)環(huán)境的溫濕度。另外，還需要定期對(duì)上述設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù)，確保其性能穩(wěn)定，有效避免由于檢測(cè)環(huán)境變化所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)偏差。

2）合理運(yùn)用隔振、減振措施。工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中的振動(dòng)和沖擊對(duì)壓力儀表的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性帶來(lái)了非常大的影響，為有效規(guī)避這些因素的影響，作業(yè)人員需要采用有針對(duì)性的隔振和減振措施。

3）做好電磁屏蔽與接地保護(hù)。為有效減輕電磁干擾產(chǎn)生的影響，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)碾姶牌帘魏徒拥乇?mark style="position:absolute;left:-100000px;">DSsdqHUbebYT3tw1L6IaXVlYAZ3FTJcCAK7BwBo3aPk=護(hù)措施。電磁屏蔽通常通過(guò)在壓力表外殼上使用導(dǎo)電材料（如金屬）來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些材料可以反射或吸收電磁輻射，進(jìn)而保護(hù)內(nèi)部電路和元件不受電磁干擾[3]。而良好的接地系統(tǒng)也是防止電磁干擾的關(guān)鍵。檢測(cè)人員可以將壓力表的金屬外殼和其他導(dǎo)電部分可靠地連接到大地，這樣一來(lái)即使出現(xiàn)電磁干擾，也可以第一時(shí)間將其引入大地而不影響壓力表的正常工作。

2.2儀表選擇與優(yōu)化

1）選擇高性能、高可靠性的壓力表。在選擇壓力表時(shí)需要優(yōu)先考慮那些經(jīng)過(guò)認(rèn)證、具有良好聲譽(yù)和廣泛應(yīng)用的高性能、高可靠性產(chǎn)品。此類壓力表往往擁有更高的精度、更好的穩(wěn)定性和更長(zhǎng)的使用壽命，可以在各種惡劣外部環(huán)境條件下提供準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)果。另外，需要關(guān)注壓力表的防護(hù)等級(jí)和防爆性能等安全指標(biāo)，讓其在特定應(yīng)用場(chǎng)景下保持自身的安全性與可靠性。

2）充分重視定制化的量程和精度選擇。為有效滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的檢驗(yàn)工作需求，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況定制化地選擇合適的量程和精度等級(jí)，并結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行合理選擇。

3）靈活運(yùn)用更加先進(jìn)的傳感器技術(shù)，如MEMS、光纖傳感等。隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步，諸如微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）和光纖傳感等新型傳感器技術(shù)在壓力測(cè)量領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。這些技術(shù)不僅表現(xiàn)出更高的靈敏度和精度，還可以在極端環(huán)境下保持穩(wěn)定的性能，因而在選購(gòu)或升級(jí)壓力表時(shí)需要選擇那些采用了先進(jìn)傳感器技術(shù)的壓力表，從而確保測(cè)量準(zhǔn)確性和可靠性。

2.3規(guī)范安裝與使用

1）制定安裝指南并嚴(yán)格遵循。為了確保壓力表的正確安裝和正常使用，需要提前制定詳細(xì)的安裝指南并嚴(yán)格貫徹執(zhí)行。安裝指南中應(yīng)清楚地規(guī)定安裝位置、方向、連接方式以及所需使用的密封材料和緊固件等細(xì)節(jié)要求，還需強(qiáng)調(diào)在安裝過(guò)程中應(yīng)避免的錯(cuò)誤操作和注意事項(xiàng)，以確保安裝質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

2）重視操作人員的系統(tǒng)培訓(xùn)與認(rèn)證。對(duì)操作人員實(shí)施專業(yè)系統(tǒng)的培訓(xùn)和認(rèn)證，確保其熟悉了解并充分掌握壓力表的工作原理、操作方法、維護(hù)保養(yǎng)以及故障排除等技能知識(shí)，經(jīng)過(guò)培訓(xùn)和認(rèn)證的操作人員能夠更準(zhǔn)確地操作和維護(hù)壓力表，提高其計(jì)量準(zhǔn)確性和使用壽命。

3）制定定期巡檢與維護(hù)計(jì)劃。為了確保壓力表的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行和準(zhǔn)確計(jì)量，在制定巡檢計(jì)劃的過(guò)程中要重點(diǎn)包含壓力表的外觀檢查、連接件緊固情況檢查、密封性能檢查以及電氣系統(tǒng)檢查等內(nèi)容，而維護(hù)計(jì)劃需要包括涵蓋定期清洗、校準(zhǔn)、更換易損件以及預(yù)防性維修等項(xiàng)目[4]。

2.4強(qiáng)化校驗(yàn)與檢定流程

1）選擇高精度的校驗(yàn)設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)器。在進(jìn)行校驗(yàn)和檢定的過(guò)程中，校驗(yàn)設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)器需要具備更高的精度等級(jí)和更好的穩(wěn)定性表現(xiàn)，這樣才能夠確保校驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。在此基礎(chǔ)上還需對(duì)校驗(yàn)設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)器實(shí)施定期校準(zhǔn)和維護(hù)保養(yǎng)，從而保持其性能狀態(tài)良好，延長(zhǎng)使用壽命。

2）引入自動(dòng)化、智能化的校驗(yàn)系統(tǒng)。為提升校驗(yàn)效率和準(zhǔn)確性，可以采用自動(dòng)化、智能化的校驗(yàn)系統(tǒng)，依靠先進(jìn)的傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)處理算法和自動(dòng)化控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的校驗(yàn)操作，并自動(dòng)生成詳細(xì)的校驗(yàn)報(bào)告，最大限度地減少人為因素引起的誤差，提高工作效率。

3）對(duì)校驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、分析與追溯。對(duì)每次校驗(yàn)的結(jié)果數(shù)據(jù)需及時(shí)進(jìn)行客觀記錄和分析處理。校驗(yàn)數(shù)據(jù)不僅能夠用于評(píng)估壓力表的性能表現(xiàn)和誤差情況，還可以為后續(xù)的維護(hù)保養(yǎng)和升級(jí)改造提供重要參考。另外，應(yīng)建立健全數(shù)據(jù)追溯體系，可以對(duì)壓力表全生命周期內(nèi)所有的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)查詢和追溯。

3壓力表計(jì)量檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題

在進(jìn)行壓力表的計(jì)量檢測(cè)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程，如JJG 52—2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表》。該規(guī)程不僅確保測(cè)量方法的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，還提供了檢測(cè)過(guò)程的詳細(xì)步驟和注意事項(xiàng)。此外，國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程還包含了對(duì)于不同類型和規(guī)格壓力表的特殊要求，這些要求在實(shí)際操作中必須嚴(yán)格遵守[5]。

除了進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)量檢測(cè)外，壓力表的正確使用和維護(hù)同樣重要。首先，在選擇壓力儀表時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的類型和量程，以確保測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。其次，在安裝和連接過(guò)程中，應(yīng)遵循正確的操作方法，以避免安裝不當(dāng)導(dǎo)致的誤差。最后，為確保儀表的長(zhǎng)期準(zhǔn)確性，應(yīng)定期校驗(yàn)和校準(zhǔn)，確保壓力表在各種應(yīng)用場(chǎng)合中提供可靠、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

4結(jié)束語(yǔ)

壓力表計(jì)量的準(zhǔn)確性對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的安全與效率具有至關(guān)重要的意義。然而在實(shí)際應(yīng)用中，壓力表的準(zhǔn)確性可能受到多種因素的影響，為了確保壓力表的準(zhǔn)確計(jì)量，應(yīng)采取科學(xué)有效的對(duì)策，不斷提升計(jì)量檢測(cè)工作質(zhì)量，確保壓力表處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，為企業(yè)生產(chǎn)提供安全保障。

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【作者簡(jiǎn)介】

程波，男，1988年出生，工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)橛?jì)量。

（編輯：李加鵬）