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压力表示值误差校准方法实验设计探讨

一、影响压力表示值的因素和优化数据指标

如图1所示,该图即为压力表的内部结构图,在途中可以发现,弹簧管在真空和压力的双重作用之下,发生弹性形变导致管段出现位移现象。该位移现象凭借机械传动结构得到放大,由此传导给显示装置,再通过指针在对应计量单位上的显示得到被测物的压力或者真空量。在针对压力表示值误差进行现场校准时,除了校准方法对误差所导致的影响以外,工作人员还需要衡量压力表在使用过程中自身的机械传动原理和检测现场的环境等方面因素的影响。确认影响压力表示值准确性的影响因素。(一般是恒温时间、校准过程中的温度和校准过程中采用的介质材料),因为压力表是采用弹性零部件材料,会受到温度因素较为明显的影响,会导致压力表中弹性材料模量的变化,对示值的准确性产生非常明显的影响;校准介质则是对压力表当中零点位置判定存在有影响。衡量全部影响因素的意义是保障压力表在校准过程中有最大程度的精确性,所以引入归一化偏差En的绝对值来作为优化综合数据,若En的指越低,则代表其检测结果的精确程度就越好,其表达公式为:En=x-xrel2u2+u2槡rel在该公示当中,x代表该实验室通过实验所得到了压力表示值误差;xrel代表上级实验室按照相关实验操作规范所得到的压力表示值误差;u代表该实验室误差校准结果的标准不确定程度;urel代表上级实验室示值误差校准的不确定程度。

二、实验设计和数据分析

(一)实验设计

在本次实验当中,分别采用A、B、C、D来表示压力表示值校准方式,校准介质材料、恒温时间长度以及校准过程中的环境温度等对压力表示值产生影响的四个因素,在此当中,A、B、C因素均拥有2个水平,D因素拥有4个水平使用1、2、3、4来分别表达因素水平,不对因素之间可能存在的相互作用进行分析,使用ls(41×24)格式的正交表来进行实验。该实验的过程为:首先选取一个量程范围在0-1.6MPa的压力表,将该表送到上级实验室,并对其开展0.4MPa点校准得出xrel与urel的数据,之后在本次实验当中的正交表,通过实验得到x与u的数值,在得到全部数据之后,将其带入公式En=x-xrel2u2+u2槡rel当中进行运算。K1、K2、K3、K4为每一种因素在相同水平实验过程中的结果综合,k1、k2、k3、k4为各种影响因素的水平效应,极差Rj是max(kj)-min(kj)的值,如果极差Rj的值越大,就代表该影响因素对压力表校准工作所造成的影响越大。

(二)数据分析

获得压力表示值误差影响因素的重要性顺序依次是采用的校准方式(A)>恒温时间长度(B)>校准过程中的介质材料(C)>校准过程中的实验室温度(D)。并且按照各影响因素对实验结果平均值所造成的影响来判定优水平,因为所计算出的En的值阅读,就代表结果的精确程度越高,由此便可以选择出最优化组合,根据平均值的大小来选择优水平,结果为A2B2C2D2,由此可以得出该实验的最佳方法为反校法,在温度恒定环境当中30min,使用水来作为介质材料并且校准温度为20℃时,实验的精度能够达到最高,详细情况如图2所示。

三、结语

凭借以上数据分析和实验理论证明可以发现,在针对压力表示值误差进行校准的过程中,本文所设计的反校法比传统的压力表校准方法有更好的精度,同时在采用反校法的过程当中,实验人员能够完成实验数据和计算机设备之间的互相连接,由此大幅度增强实验的整体效率和精确程度,该实验有效验证的压力表反校发拥有极强的实验准确性,适合在我国各大化工企业压力表示值误差校准当中进行广泛使用。

作者:陈俊雄 单位:国营洛阳丹城无线电厂

参考文献:

[1]钟星.精密压力表示值误差的不确定度与符合性评定[J].计量与测试技术,2016,(09):98-100.

[2]李杰.压力表示值误差校准方法的优化实验设计[J].计量与测试技术,2016,(07):37-38.

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