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摘 要:弹簧精密压力表是测量压力的一种仪器之一,其精准度很高,主要是用来测量仪器中的压力,现在市面上使用的弹簧式精密压力表主要有两种,而且是根据仪表中的分度盘划分,一种是具有300分格的压力表,而另外一种是按兆帕分度表。但是使用最多的还是按兆帕分度表。尽管精密压力表在测量的时候,准确度高,但是由于测量的方式以及要求不同,还是会有一些误差。本篇文章主要是探讨了压力表误差的原因以及如何对误差进行调整。
关键词:弹簧式精密压力表;测量;误差;调整
我们在对比两种弹簧精密压力表会发现两者的不同,300分格的压力表误差在零点上,而且在使用这种方法测量的时候,对于上限没有特殊的要求,而且不需要特定的检定点,采用非线性的方式就可以。但是按兆帕测量误差却不在零点上,而且明确的规定出测量的上限,甚至是对检定点也提出了要求,要求检定点上读数与标称之差要小于误差。尽管两种压力表在测量上都有误差,但是在调整误差上,按兆帕的难度要超过300分格,下面我们对着两者压力表的误差以及调整进行探讨。
一、误差原因
1、仪器设备的误差
在测量之前压力表本身就有一定的误差,因此在测量的时候,误差在加大。自身的误差主要还是因为仪器的精度差,因此测量出的数据和实际的数据存在着误差,还有一点就是测量人员粗心,在正式测量的时候,要检查仪器的精度,但是很多的测量人员都忽略了检查的环节,直接用于测量中,造成测量结果失误。
1.1极限误差
精密压力表的极限误差应该在0.05%之内,如果超过这个范围压力表的误差会越来越大。
1.2示值误差
这个误差是测量的数值与实际的数值之差,只是这种方法由于不能得到具体的数值,因此在实际中应用的较少。
2、人员误差
造成测量误差的主要原因还是人为因素,其中测量的方法不对会产生误差,在处理数据上失误也会产生误差,而且测量人员在测量的时候,情绪问题也会使测量工作出现误差,工作人员的没有默契,配合度不高等等都会造成误差。
2.1操作失误
由于测量工作是一项讲究精准度的工作,因此要求测量人员必须掌握测量有关的各个要求,而且要懂得测量的章程。因为测量工作较为麻烦,因此很多的测量人员在开展工作的时候,常常简化程序,进而使测量结果出现误差。
2.2处理数据失误
测量的数据很少出现整数,一般都是带有小数点,甚至是保留到小数点的后几位,但是为了方面计算就将零点几的数值舍弃,以整数的方式来计算,而且一般检测人员通常都将小数点的后几位舍去而不是进位,这样就会在计算上出现问题。从而出现误差。
2.3情绪误差
测量人员在工作的时候注意力要高度集中,时刻不能放松,在一段时间工作之后,人的身体会有疲劳,而且精神也不能保持最佳的状态,在这种状态下继续工作,测量人员的心情会很差,而且比较焦躁,注意力也不能集中,这时测量就会出现失误。
2.4配合度不够
精密表在测量的时候,一般都是一个测量人员工作,因此多人测量的时候,会出现意见不同,而且由于工作人员对于测量仪器有着各自的理解,因此在操作的时候,操作方法会出现错误,没有高度的默契工作中就会出现失误,这样也就出现了误差。所以现在测量的时候一般都派名工作人员负责测量,
二、调整误差
我们把仪表检定点的指示值和标称值放在直角座标系里进行分析,设仪表检定点指示值py为纵座标,标称值Px为横座标,那么指示值与标称值之间存在的一般关系式为:Py=yKPx+y……(A) 如图1。
下面分四种情况进行讨论分析。
(一)一只理想的调整好的精密压力表,函数式(A)中应表现为k=1且y=O,则此时的指示值P,与标称值Px应满足关系式:
Py=Px (1)
其关系曲线如图1中的L1所示,从图中可见,该曲线通过座标原点且与横轴夹角等于45度的一条直线。
(二)当只是传动系统的传动比调整的不适当时,函数式(A)中应表现为K=1,且y=0.则此时的指示值Py与标称值Px应满足关系式:
Py=kPx (2)
(2)式的关系曲线如图1中L2所示,从图中可见,该曲线也是通过座标原点,但与横轴夹角不等于45度的一条直线。
(三)当只是扇形齿轮限位片调不当时,函数式(A)中应表现为K=1且y≠0,则此时的指示值Py与标称值px应满足关系式:
Py=px+Y......(3)
(3)式的關系曲线如图1中L3所示,从图中可见,该曲线是与横轴夹角等于45度的一条直线,且这一直线从第一检定点x1向左延长后不通过原点,而在纵轴上的截距为y(y0).
(四)当传动系统的传动比和扇形齿轮限位片同时都调整不当时,函数式(A)中应表现为K≠1且y≠O,则此时的指示值Py与标称值Px应满足关系式(A)即
Py=kPx+Y (A)
(A)式的关系曲线如图1中L4所示,从图中可见,该曲线是从第一检定点X,向左延长后也不通过原点,在纵轴上的截距也等于y的一条直线,但与横轴夹角却不等于45度,设理想情况下示值误差为△1则
△1=Py一Px (4)
把(A)式代人(4)式得:△1=〔K-1)Px+y。△1可视为系统误差。
以上分析是针对理想情况下进行的,在实际中还会有其他因素影响,误差△2△3可视为偶然误差,故一般情况下精密压力表误差调整过程中,各检定点的示值误差为△,则△=△1+△2而(1)、(2)、(3)、(A)式相应变成:
Py=Px+△2 (5)
Py=kPx+△2 (6)
Py=Px+y+△2 (7)
Py=kPx+y+△2 (8)
精密压力表误差调整的目的,就是要消除或尽量减小它的系统误差△1,使其示值达到其准确度要求,通过以上分析,归纳出精密压力表的示值误差调整过程如下:
A、重新安装机芯,移动扇形齿轮限位片,在零点安放指针然后升压,在各检定点的指示值Py,应满足(8)式。
B、对扇形齿轮限位片进行调整,使扇形齿轮限制在一定的起始位置上,使y=c,在零点安放指针,升压,在各标定点指示值Py满足(6)式。
C、改变调节螺丝的位置,调整传动系统的传动比,使k=1,即各标定点的指示值Py满足(5)式。
三、结束语
综上所述,我们知道了弹簧精密压力表在测量上出现的问题,以及调整误差的方法。调整误差是需要反复进行的工作。要想将误差缩小,就要知道出现误差的原因,还要清楚误差之间的联系,例如:示值误差,标称值等等,只有弄清了这些条件,才能有效的调整误差,而且还能保证测量效果。
参考文献:
[1] 王锦珍. 在检定一般压力时如何选择精密压力表的几点经验[J]. 计量与测试技术. 2009(09)
[2] 段江萍,刘伟,刘新. 精密压力表误差分析[J]. 品牌与标准化. 2010(06)
[3] 张宏杰. 关于在检定工作中如何选用精密压力表的探讨[J]. 黑龙江科技信息. 2011(35)
[4] 陈明军. 数字化压力计量系统中的数据处理方法分析[J]. 科技与企业. 2015(19)
关键词:弹簧式精密压力表;测量;误差;调整
我们在对比两种弹簧精密压力表会发现两者的不同,300分格的压力表误差在零点上,而且在使用这种方法测量的时候,对于上限没有特殊的要求,而且不需要特定的检定点,采用非线性的方式就可以。但是按兆帕测量误差却不在零点上,而且明确的规定出测量的上限,甚至是对检定点也提出了要求,要求检定点上读数与标称之差要小于误差。尽管两种压力表在测量上都有误差,但是在调整误差上,按兆帕的难度要超过300分格,下面我们对着两者压力表的误差以及调整进行探讨。
一、误差原因
1、仪器设备的误差
在测量之前压力表本身就有一定的误差,因此在测量的时候,误差在加大。自身的误差主要还是因为仪器的精度差,因此测量出的数据和实际的数据存在着误差,还有一点就是测量人员粗心,在正式测量的时候,要检查仪器的精度,但是很多的测量人员都忽略了检查的环节,直接用于测量中,造成测量结果失误。
1.1极限误差
精密压力表的极限误差应该在0.05%之内,如果超过这个范围压力表的误差会越来越大。
1.2示值误差
这个误差是测量的数值与实际的数值之差,只是这种方法由于不能得到具体的数值,因此在实际中应用的较少。
2、人员误差
造成测量误差的主要原因还是人为因素,其中测量的方法不对会产生误差,在处理数据上失误也会产生误差,而且测量人员在测量的时候,情绪问题也会使测量工作出现误差,工作人员的没有默契,配合度不高等等都会造成误差。
2.1操作失误
由于测量工作是一项讲究精准度的工作,因此要求测量人员必须掌握测量有关的各个要求,而且要懂得测量的章程。因为测量工作较为麻烦,因此很多的测量人员在开展工作的时候,常常简化程序,进而使测量结果出现误差。
2.2处理数据失误
测量的数据很少出现整数,一般都是带有小数点,甚至是保留到小数点的后几位,但是为了方面计算就将零点几的数值舍弃,以整数的方式来计算,而且一般检测人员通常都将小数点的后几位舍去而不是进位,这样就会在计算上出现问题。从而出现误差。
2.3情绪误差
测量人员在工作的时候注意力要高度集中,时刻不能放松,在一段时间工作之后,人的身体会有疲劳,而且精神也不能保持最佳的状态,在这种状态下继续工作,测量人员的心情会很差,而且比较焦躁,注意力也不能集中,这时测量就会出现失误。
2.4配合度不够
精密表在测量的时候,一般都是一个测量人员工作,因此多人测量的时候,会出现意见不同,而且由于工作人员对于测量仪器有着各自的理解,因此在操作的时候,操作方法会出现错误,没有高度的默契工作中就会出现失误,这样也就出现了误差。所以现在测量的时候一般都派名工作人员负责测量,
二、调整误差
我们把仪表检定点的指示值和标称值放在直角座标系里进行分析,设仪表检定点指示值py为纵座标,标称值Px为横座标,那么指示值与标称值之间存在的一般关系式为:Py=yKPx+y……(A) 如图1。
下面分四种情况进行讨论分析。
(一)一只理想的调整好的精密压力表,函数式(A)中应表现为k=1且y=O,则此时的指示值P,与标称值Px应满足关系式:
Py=Px (1)
其关系曲线如图1中的L1所示,从图中可见,该曲线通过座标原点且与横轴夹角等于45度的一条直线。
(二)当只是传动系统的传动比调整的不适当时,函数式(A)中应表现为K=1,且y=0.则此时的指示值Py与标称值Px应满足关系式:
Py=kPx (2)
(2)式的关系曲线如图1中L2所示,从图中可见,该曲线也是通过座标原点,但与横轴夹角不等于45度的一条直线。
(三)当只是扇形齿轮限位片调不当时,函数式(A)中应表现为K=1且y≠0,则此时的指示值Py与标称值px应满足关系式:
Py=px+Y......(3)
(3)式的關系曲线如图1中L3所示,从图中可见,该曲线是与横轴夹角等于45度的一条直线,且这一直线从第一检定点x1向左延长后不通过原点,而在纵轴上的截距为y(y0).
(四)当传动系统的传动比和扇形齿轮限位片同时都调整不当时,函数式(A)中应表现为K≠1且y≠O,则此时的指示值Py与标称值Px应满足关系式(A)即
Py=kPx+Y (A)
(A)式的关系曲线如图1中L4所示,从图中可见,该曲线是从第一检定点X,向左延长后也不通过原点,在纵轴上的截距也等于y的一条直线,但与横轴夹角却不等于45度,设理想情况下示值误差为△1则
△1=Py一Px (4)
把(A)式代人(4)式得:△1=〔K-1)Px+y。△1可视为系统误差。
以上分析是针对理想情况下进行的,在实际中还会有其他因素影响,误差△2△3可视为偶然误差,故一般情况下精密压力表误差调整过程中,各检定点的示值误差为△,则△=△1+△2而(1)、(2)、(3)、(A)式相应变成:
Py=Px+△2 (5)
Py=kPx+△2 (6)
Py=Px+y+△2 (7)
Py=kPx+y+△2 (8)
精密压力表误差调整的目的,就是要消除或尽量减小它的系统误差△1,使其示值达到其准确度要求,通过以上分析,归纳出精密压力表的示值误差调整过程如下:
A、重新安装机芯,移动扇形齿轮限位片,在零点安放指针然后升压,在各检定点的指示值Py,应满足(8)式。
B、对扇形齿轮限位片进行调整,使扇形齿轮限制在一定的起始位置上,使y=c,在零点安放指针,升压,在各标定点指示值Py满足(6)式。
C、改变调节螺丝的位置,调整传动系统的传动比,使k=1,即各标定点的指示值Py满足(5)式。
三、结束语
综上所述,我们知道了弹簧精密压力表在测量上出现的问题,以及调整误差的方法。调整误差是需要反复进行的工作。要想将误差缩小,就要知道出现误差的原因,还要清楚误差之间的联系,例如:示值误差,标称值等等,只有弄清了这些条件,才能有效的调整误差,而且还能保证测量效果。
参考文献:
[1] 王锦珍. 在检定一般压力时如何选择精密压力表的几点经验[J]. 计量与测试技术. 2009(09)
[2] 段江萍,刘伟,刘新. 精密压力表误差分析[J]. 品牌与标准化. 2010(06)
[3] 张宏杰. 关于在检定工作中如何选用精密压力表的探讨[J]. 黑龙江科技信息. 2011(35)
[4] 陈明军. 数字化压力计量系统中的数据处理方法分析[J]. 科技与企业. 2015(19)