弹簧管压力表是一种在工业和实验室中应用最多的仪表。本文讨论了由被测介质的改变给这种仪表带来的附加误差和消除的方法。
一、介质的改变对测量精度影响的原因
敏感元件是沿着整个长度弯曲成“C”形的楠圆或平椭圆截面的金属弹簧管,一端封闭而另一端固定在基座上,通过接头与压力源相通。“C”形弹簧管的弯曲角约为270°。负压时,封闭端向里运动I正压时,封闭端向外伸展。通过传动机构使指针转动,指示出被测压力值。
压力表在应用时,有可能接触到各种被测介质:液体、气体、蒸汽等。介质的比重也各不相同。假如用空气作校验介质,弹簧管处于静止位置,即指针指零时,“C”形弹簧管有1/3处于悬垂状态(指靠弹簧管封闭端的部分)。如果在使用时,该表用于测量液体压力,则液体会进入弹簧管的悬垂部分。这部分液体的重量会引起弹簧管的静止位置发生变化,使零点降低,并在整个刻度范围内造成附加误差,被测介质是水时,此误差约为0.07公斤/厘米2。
假如校验介质是液体,而被测介质是气体时,与上述情、况相类似,只不过零点上升
0.07公斤/厘米2左右,读数提高0.07公斤/厘米2。在前一种情况下,由于多数仪表在零刻度附近设有限位装置,把指针卡住,操作人员无法发现零偏
由于弹簧管的一端是封闭的,构成的测量系统为死腔,这就使问题更加复杂化了。因为无法知道究竟有多少液体进入了悬垂部分,而又有多少被封闭在弹簧管中的空气阻挡回去。例如量程为1公斤/厘米2的压力表,校验介质为空气,用于测量液体压力,则附加误差在0?0.07公斤/厘米2之间变化,显然,量程越高,相对误差也越小。但是,对精密压力表(0.25级)即使量程为16公斤/厘米附加误差仍可达0.4%,可见明显的超差o
上述附加误差是这种压力表结构上的固有缺陷。凡是用弹簧管作敏感元件的仪表,只要工作介质和校验介质不同,就无法避免此误差,而对低量程的或高精度的压力表的影响则特别严重。
二?消除附加误差的方法
用于测量气体或空气压力:的压力表,要用气体作校验介质。
用于测量液体压力的压力表,要用比重相近的同类液体做校验介质。在校验前应使用专门的方法(例如真空灌注法),使弹簧管内充满校验介质。在使用前亦应充满被测介质。
制造厂最好对精密压力表进行如下改进:
(1)弹簧管上应设有排气装置,以便于向管内充装液体。
(2)刻度盘应能旋转一定角度,以便于调整零点。 |