弹簧管式压力表的工作原理及检定

压力表是工业生产中应用最为广泛的仪表，它的使用保证了工业生产过程的效率提高，减少了生产过程中安全事故的发生。为了保证压力表测量的准确性，压力表必须按照捡定规程进行定期检定。本文对压力表的工作原理及检定进行了进一步的分析。

弹簧管式压力表是用弹簧管感受压力的压力仪表。它在工程上有着广泛的应用，也是科研和国防建设中广泛使用的一种压力计量仪表。它的特点是结构简单，维护方便，测量范围宽，稳定性能满足工程需要，价格便宜，安全可靠，体积小以及指示清楚等。

1.弹簧管式压力表的工作原理

在我国现有的压力表生产中，为了便于生产、管理和使用上的方便，分别对测量范围和测量准确度各自规定了相应的系列。

测量范围：（0-1)MPa、（0-1.6)MPa、（0-2.5)MPa、(0-4)MPa、(0-6)MPa、（0-25)MPa、（0-60)MPa、(0-100)MPa等。

测量准确度：1)一般压力表1级、1.6级、2.5级、4级。2)精密压力表0.06级、0.1级、0.16级、0.25级、0.4级、0.6级。

1.1弹簧管压力表的构造

弹簧管：它的形状是弯圆成弧形。通常为椭圆形状的横截面的无心管子。它的一端是连接在表体的管座上焊接一体的，而且和被测压力的介质相互通联，管子的另外一面是密封的自由端，在压力的作用下，该管的自由端发生移动，在固定的界限里，移动指数与该测量的压力出现线性关系。

传动系统：又可以叫做机芯，机芯的构造是由扇形与中心两个齿轮、游丝和上夹板和下夹板以及支柱等零部件组成的。传动系统起到的作用是放大弹簧管自由端的略小移动’并将其转变为压力表指针的圆状扭转、移动。

指示系统：它是由指针、刻度盘构成的，主要是将指针的转动经过刻度盘的分度指示显示该仪表的被测压力值。

表壳：它的主要用途是稳住和维护弹簧管、传动系统以及指示区域的各种零件。

无论普通压力表还是精密表，它的工作流程是，被测方产生的压力从接口位置进入弹簧管中去，因产生压力，弹簧管将发生形状变化，由椭圆变成圆形。这样使弹簧管的曲线度出现变小的情况，同时使管子发生伸展状态，这样也让该表的自由端发生移动。自由端移动时，是与该表的连杆同时移动，将扇形与中心齿轮二者构成的传动组织将自由端的线性移动改变成中心齿轮轴的移动，这样可以连着按在齿轮的传动系统将自由端的线性移动变为中心齿轮轴的移动，因此可以带动起安装在齿轮轴上面指针，将其发生转动，指针发生转动后，也会连动着中心齿轮下方的游丝发生改变，让其发生旋转现象。这一现象的发生是为了将中心齿轮与扇形齿轮二者相互碰撞时发生空间的均匀，当压力消失后，弹簧管此时会发生原来的状态。回到原来状态后将其与该表的游丝相互配合将归复指针回零。

1.2弹簧管压力表原理

压力表在检定压力时，被检定的压力的介质加到弹簧管中去，管壁接收被检压力，弹簧管横截面出现形状变化的情况，该截面出现形状为圆形的迹象，弹簧管到达另一个位置，但是弹簧管横截面还保持现状，它会把在弹簧管轴线所在平面里面出现形状的变化。用弹簧管的受力来探讨，从弹簧管的轴线作一径直于椭圆短轴的截面，然后截面里面的弹簧管产生压力的作用，会将弹簧管向里面变成弯型，这时，截面外的弹簧管会得到这一点的沿半径方向的力。所以，弹簧管接收压力后，管子将形成直态，曲率也会变小，将弹簧管在均衡的移到另一位置。这个均衡的位置与没有得到压力时的位置进行比较。相反，如果在检定负压时，弹簧管的曲率将会变多。如果弹簧管在改变时，其中心轴线发生改变之后还是中心轴线，但在改变之中，如果不理会纵向长度发生的略小变化，弹簧管的长度可以认定为没有发生改变。

活节螺丝将拉杆和扇形齿轮接连起来。将活节螺丝的固定位置挪动，可以让传动组织的传递比发生变化。弹簧管在承担最大压力时，会将自由端的角位发生移动。

弹簧管和大部分弹性敏感元件相同，拥有弹性后效的特点，当外力作用消失后，弹簧管不会马上复原到最初的状态。弹性后效对弹性式仪表准确度等级起着决定性的影响。我们称加在弹性元件上的负载在其弹性范围内进行缓慢变化时，负载特性曲线不重合的现象为弹性迟滞。弹性元件的弹性后效与弹性迟滞二者通常是一起发生的。根据他们的存在，才出现了该压力表的示值误差。弹簧管的残余变形是指外力作用消失后，长时间弹簧管不能恢复到原来的形状和寸的现象。如塑性变形、疲劳变形和蠕变等。弹性元件残余变形的存在，将导致压力仪表值得失灵、失准或示值不稳定等现象，这样的仪表不宜继续使用。

2.弹簧管压力表的检定

单圈弹簧管式压力表的检定，按检定规程进行。检定中所采用的活塞压力计，它的最大允差的绝对值不可以大于该压力表允许误差绝对值的1/4。

在检定精密压力表时，因为精密表表内的元件是要达到温度的要求，所以在检定精密压力表时应在规定温度的环境下放置2h以上才能进行检定。

如果压力表开始运行后，在不产生压力或疏空时，在加压检定之前和降压检定之后应进行零点检查，它必须符合：

1)带零点限止销的压力表，零点和指针销要保持紧靠的局面，其缩格不可以超过该压力表的允许误差。

2)如果该压力表没有零位止销，那么该压力表的零点线与指针最尖端处所产生的误差不可以超过压力表的允许误差。

3)真空表指针是要在零点分度线宽度范围里，该零点分度线的宽度控制在该真空表允许误差的1.5倍。

4)精密压力表的零点位置不得装有零位限止销，以免限止指针的移动。

一般压力表的示值检定按有数字的分度线进行，检定时逐渐增加压力或疏空，当检定点达到测量上限后，普通压力表需耐压3min，然后按原检定点倒序回检’检定过程中压力表指针的转动应在全分度范围内平稳无跳动或卡住现象。

精密压力表示值误差检定点应不少于8个点，这些点应均匀分布在整个分度盘上，检定时应均匀地升高压力或疏空’在上限位置耐压3min后，按原检定点倒序回检。

在检定压力表的过程中，要对该压力表进行轻敲位移前的读数，和轻敲位移后的读数。示值检定主要计算二项误差：

(1)示值误差。对任一检定点，在升压和降压测量时，轻敲位移所产生的示值与标准值产生的误差。在测量范围内，该压力表每一点所产生的误差，都要小于规定的允许误差。

(2)回程误差。对任一检定点，在升压和降压测量时，轻敲位移所产生的示值与标准值产生的误差。该压力表每一点所产生的误差，都要小于规定的允许误差。

(3)轻敲位移。对任何一个点，在升压和降压测量时，轻敲表壳后引起的指针产生变动值，任一轻敲变动值，应小于允许误差绝对值的二分之一。

压力表是一种使用量大面广的计量器具，掌握其工作原理之后，对检定工作也是有很大帮助的。总之，检定人员在检定压力表时一定要按照检定规程严格检定。