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电接点压力表设定点偏差检定探讨

来源: 中国铁路上海局集团有限公司科研所 作者:王雅柿 发布日期:2020-04-26

       摘 要:在介绍电接点压力表澳门玄机网862727ccml澳门-澳门玄机网www862727com-752626com澳门玄机结构及工作原理的基础上,依据 JJG 52—2013《弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表》检定规程,阐述电接点压力表设定点偏差检定方法。通过分析电接点压力表设定点偏差检定时存在的标准器选择局限性、人为误差不确定性、设定点偏差概念不清 3 类问题,提出针对性解决方案,为提高电接点压力表设定点偏差可靠性提供参考。

 
引言
      电接点压力表是用于测量各种无爆炸危险流体介质的仪表,广泛应用于石油、化工、冶金、电站等工业部门或机电设备中,通常与相应电气元器件 (如继电器及接触器) 配套使用。JJG 52—2013 《弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表》 检定规程 (以下简称“规程”) 对电接点压力表检定项目有明确具体要求。以下结合实际工作经验,探讨电接点压力表在设定点偏差检定中需要注意的几个问题。 
 
1 电接点压力表概述
1.1 结构及工作原理
      电接点压力表由测量系统、指示系统、磁助电接点装置、外壳、调整装置和接线盒 (插头座)等组成。其工作原理是基于测量系统中的弹簧管在被测介质压力作用下,产生管端位移,通过齿轮传动机构将被测压力值由指针在分度盘上指示出来。与此同时,指针带动动触点,与设定指针上的静触点 (上限或下限) 相接通 (或切断),使控制系统电路得以断开或接通,以达到自动控制和发信报警的目的。不锈钢电接点压力表在普通弹簧管式压力表上增加了一套电接点装置。电接点装置的主要作用是,当压力值达到预设定值时发生反应或报警。
 
 1.2 设定点偏差检定方法
 
      根据规程要求,电接点压力表的检定包括 3 部分内容:一是基本误差检定,即对示值误差、回程误差、轻敲位移等项目开展检定,检定内容与一般压力表检定内容相同;二是电气性能检查,即对电接点压力表绝缘强度和绝缘电阻开展检定,这是对电接点压力表安全管理的要求;三是压力控制区间检定,即对电接点压力表设定点偏差和切换差开展检定。以下主要讨论第 3 部分内容。
 
      电接点压力表设定点偏差检定可以在基本误差检定之前开展,也可以在基本误差检定之后开展,检定时需配套使用电接点信号发讯设备。根据规程要求,设定点偏差的检定点应根据需要,选择在压力表量程的 25%,50% 和 75% 附近的分度线上进行。检定时,先将设定指针拨到所需检定的设定点,均匀缓慢地升压或降压。当指示指针 (压力指针) 接近设定值时,升压或降压速度应缓慢均匀。当电接点发生动作并有输出信号时 (电接点信号发讯设备有声光报警时),停止加 (减) 压力并在标准器上读取压力值,此值即为上切换值或下切换值。此值与设定值的差值即为设定点偏差。重复上述操作,依次在选择的其他检定点开展检定并记录。
 
2 设定点偏差检定存在的问题及解决方案
2.1 标准器选择的局限性与解决方案
2.1.1 局限性
 
      (1) 不具备连续测量功能。规程规定,在开展耐震电接点压力表设定点偏差检定时,要在标准器上读取实际值。因此,要求标准器具备连续测量功能。但是,在规程 7.1.1 中,将活塞式压力计、双活塞式压力计等并不具备连续测量功能的设备,也列入可供选择的标准器,显然没有充分考虑电接点压力表设定点偏差的检定需求。 
 
      (2) 不满足允许误差要求。规程规定,标准器非常大允许误差绝对值应不大于被检压力表非常大允许误差绝对值的 1/4。在检定电接点压力表时,一般会根据电接点压力表非常大允许误差绝对值 (一般为 1.6%FS) 选择标准器,容易忽略磁助直接作用式电接点压力表设定点偏差的允许误差下限绝对值为 0.5%FS。如果按照非常大允许误差绝对值,选择相应测量范围的 0.4 级精密压力表作为标准器,显然不能满足设定点偏差绝对值 1/4 的要求。
 
 2.1.2 解决方案
针对上述标准器选择的局限性问题,提出解决方案如下。 
      (1) 选择 0.05 级及以上的数字压力计作为标准器,既可以达到连续测量的目的,也能符合磁助直接作用式电接点压力表设定点偏差的误差要求。 
      (2) 建议修订现行规程,进一步细化和明确电接点压力表对标准器的要求。
 
 2.2 人为误差的不确定性与解决方案
人为误差主要来源于以下 2 个方面。 
      (1) 规程对设定指针的宽度没有具体要求。虽然在设定点偏差检定时,读取的是标准器实际值,但如果设定指针的指示端宽度过宽,会大大增加线误差引入的不确定度。
 
      (2) 规程指出,电接点压力表设定点应在压力表量程的 25%,50% 和 75% 这 3 点附近的分度线上选取。以量程为 1.6 MPa 的磁助直接作用式电接点压力表为例开展试验,分别在量程的 25% 和50% 检定点附近测量,1 次在检定点分度线偏左, 1 次在检定点分度线偏右。从 2 次测量结果看,非常大差值绝对值在 0.01 MPa 以上,甚至超出磁助直接作用式电接点压力表设定点偏差允许误差下限值的绝对值 0.008 MPa。设定点偏差检定试验数据见表 1。
设定点偏差检定试验数据
      针对上述人为误差的不确定性问题,提出以下解决方案:检定时,将设定指针拨至需要检定的分度线上,使设定指针中心线与分度线中心线重合,尽量降低由设定指针位置导致的测量误差。
 
 2.3 设定点偏差概念不清与解决方案
      “设定点偏差”在规程术语中解释为“ 输出变量按规定的要求输出时,设定值与测得的实际值之差 ”,但同样在规程的 7.3.7.1 c) 中定义“ 上切换值与设定点压力值的差值为升压设定点偏差,下切换值与设定点压力值的差值为降压设定点偏差 ”。根据前者,可以将设定点偏差理解为设定值与测得值之差;根据后者,可以将设定点偏差理解为测得值与设定值之差。同时在规程中,针对直接作用式电接点压力表而言,对设定点偏差的计量性能要求是“不超过示值非常大允许误差”;针对磁助直接作用式电接点压力表而言,对设定点偏差的计量性能要求是“ -4%FS~-0.5%FS 或 0.5%FS~4%FS ”。由此可见,设定点偏差不是绝对值,而是一个非负即正的值。因此,在检定数据处理过程中,极易出现符号相反的情况。
 
针对上述设定点偏差概念不清的问题,提出如下解决方案。 
      (1) 明确设定点偏差计算方法。在 JJF 1008—2008 《压力计量名词术语及定义》中,设定点偏差的定义是:“输出变量按规定的要求输出时,设定值与测得的实际值之差。”在电接点压力表设定点偏差检定时,设定值为电接点压力表设定指针所指示的压力值,实际值是从标准器所读到的值。因此,设定点偏差应该是设定值减去标准器上读到的实际值得到的差值。 
 
      (2) 建议修订现行规程,使术语中的“ 设定点偏差”与 7.3.7.1 c) 中表述一致。
 
此外,在开展电接点压力表设定点偏差检定时,还需要考虑以下 2 点:
      ① 开展设定点偏差检定时,直接记录标准器上读到的实际值,该值不修约;
      ② 磁助直接作用式电接点压力表设定点偏差允许值为 2 个区间的集合,即设定点偏差落在“ -4%FS~-0.5%FS 或 0.5%FS~4%FS ”2 个区间内为合格,否则为不合格。 
 
3 结语
      选择正确的标准器和采用较为合理的方法,开展电接点压力表设定点偏差检定,能够进一步提高电接点压力表设定点偏差量值的准确性和可靠性。检定员在检定过程中不能仅满足于按照检定规程的要求开展检定,更要勤动手、多思考,尤其对于某些检定规程不够细化的地方,应进一步思考和优化,以提高检定结果的可靠性。

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