基于不同方法检测电接点压力表.pdf

32国内统一刊号 CN31-1424TB2023/4 总第299期0 引言电接点压力表目前被广泛应用于石油、化工、机械等行业生产过程中，主要作用是实时监测压力容器及压力管道上各种气体和液体介质产生的压力。通过与相应的电子控制设备（继电器及变频器）配合使用，实现自动控制开关设备和发出预警功能。随着生产过程中自动化程度提高，越来越多的电接点压力表会替代普通压力表应用于压力自动控制系统中。而长期以来电接点压力表计量一直是基层计量技术人员工作的难点之一，相比普通压力表的检定项目要多设定点偏差和切换差、电测部分，检测步骤复杂繁琐，导致不少计量技术人员在工作中忽略上述项目，而检定规程中也没有对该项目操作步骤及方法进行细化。另外电接点压力表数量的不断增加给计量技术机构带来不小压力，即无法同时满足工作效率和工作质量，且难以选择出最优检测方案（仅仅在检测方法选择上就会产生很多困惑，不知选择哪种方法是最优方案）。针对上述问题，本文通过对三种常用电接点压力表检测方法进行探讨，依据 JJG 522013弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程要求，分析被测电接点压力表的设定点偏差和切换差的数据差异，为检定、校准和测试工作提供参考。1 电接点压力表工作原理1.1 电接点压力表结构电接点压力仪表主要由测量系统、指示装置（分基于不同方法检测电接点压力表施裕超 姚一凡 唐奚晨/上海市浦东新区计量质量检测所 摘要针对目前各计量技术机构对检测电接点压力表的设定点偏差和切换差项目采取不同的检测方法，该文选取三种常见的检测方法，从连接方式、加压方式、示值读取和记录方式三个方面比较各项目的不同操作方法，再经过数据处理分析各方法的数据差异。实验结果表明，各检测方法对被测电接点压力表的设定点偏差值和切换差值的符合性判定结果影响较小，但各检测方法的难易度不同，导致了对计量人员的专业素养有不同的要求，且对其工作效率有一定的影响。通过该文的对比分析，可以给各计量技术机构在检测电接点压力表方法选择上提供一定的参考。关键词电接点压力表；检测；设定点偏差；切换差度盘）、电接点信号发生装置（触头系统）、外壳（表壳）、上下限设定点调整装置和接线盒等组成，如图1 所示。上限针指示位置是上限设定点，下限针指示位置是下限设定点，示值指针指示实际压力的数值。实际压力在上限设定点之上时，与上限针接通，与下限针断开。实际压力在上下限设定点之间时，公共端与上限、下限都断开。实际压力在下限之下时，公共端与下限针接通，与上限针断开1-2。1触头系统；2标牌（分度盘）；3指针；4接头；5弹簧管；6传动部件（机芯）；7表壳（外壳）图 1 电接点压力表结构1.2 电接点压力表工作原理电接点压力表的工作原理是基于表壳内部测量系统的弹簧管在被测介质的压力作用下，使弹簧管的末端产生相应的弹性变形-位移，借助拉杆经齿轮传动机构传动并予以放大，由固定在齿轮上的指示装置连同触头逐渐在表盘上指示出被测值。与此33国内统一刊号 CN31-1424TB2023/4 总第299期同时，当其与设定指针上的触头上限或下限相接触时，使控制系统中的电路断开或接通，以达到自动控制和发信息报警的目的3，如图 2 所示。说明：图中1为下限设定点L；2为电源公共端B；3为上限设定点H；KA1、KA2为中间继电器图 2 电接点压力表电路原理2 试验内容2.1 试验原理根据检定规程，压力表检定装置由压力标准器、压力校验泵、电接点信号发生设备等组成。检测设定点偏差和切换差项目时，电接点压力表的公共端、上限切换端、下限切换端与电接点信号发生设备进行连接，设定点选择在压力表量程的 25%、50%和75%附近。检测时平稳输送压力，当触点发生动作并有输出信号时记录上下切换点的示值。2.2 试验设备设备信息见表 1。表 1 试验设备方法设备名称测量范围准确度等级1精密压力表0 1.6 MPa0.4 级台式气压泵-0.1 7 MPa/数字多用表蜂鸣器挡位/2数字压力计0 1.6 MPa0.05 级台式气压泵-0.1 7 MPa/3全自动压力控制器0 1.6 MPa0.05 级被测表磁助式电接点压力表（双针切换）0 1.6 MPa1.6 级2.3 试验方法2.3.1 方法一将精密压力表和电接点压力表安装于台式气压泵上4，压力表根据规程要求设置好上下切换设定点。下限设定值分别为压力表量程的 25%和 50%附近的分度线上，选择 0.4 MPa 和 0.8 MPa，上限设定值分别为压力表量程的50%和75%附近的分度线上，选择 0.8 MPa 和 1.2 MPa。将多用表调至蜂鸣器挡，连接线一头插入压力表接线盒的公共端，另一头连接低端，在测试过程中手动切换高低端。为使检测过程流畅不停顿，基本需要两人配合完成。一人操作校验台加压并读取示值，另一人操作多用表与电接点压力表的连接工作5。连接方式见图 3。图 3 方法一连接方式2.3.2 方法二将带自动读取示值记录功能的数字压力计和压力表安装在手动气压泵上。压力表根据规程要求设置好上下切换点，选点方式同方法一，下限设定值选择 0.4 MPa 和 0.8 MPa，上限设定值选择 0.8 MPa和 1.2 MPa。数字压力计的公共端、SW1（测量开关量一）和 SW2（测量开关量二）通过连接线分别连接于压力表的公共端、上切换点和下切换点。利用气压泵手动平稳造压，由数字压力计自动读取并记录上下切换值6。连接方式如图 4。图 4 方法二连接方式2.3.3 方法三把电接点压力表安装于压力连接台上，压力表根据规程要求设置好上下切换点，选点方式同方法一，下限设定值选择 0.4 MPa 和 0.8 MPa，上限设定值选择 0.8 MPa 和 1.2 MPa。连接线一头插入压力表接线盒的公共端，另一头连接低端，在应用界面进入开关测量模式。由于此次选择的全自动压力发生器的程序没有专门电接点压力表检测模块，需要在测试过程中手动切换高低端接线，利用智能压力控制器自动加压和自动记录上下切换值。连接方式如 34国内统一刊号 CN31-1424TB2023/4 总第299期图 5。图 5 方法三连接方式3 结果分析与讨论3.1 各方法比较分别用三种方法对压力表设定点偏差和切换差项目进行 10 次检测，电接点压力表的下限设定值选择 0.4 MPa 和 0.8 MPa，上限设定值选择 0.8 MPa 和1.2 MPa，获得设定点偏差和切换差数据后进行数据对比（表 2）。表 2 三种方法比较方法标准器准确度等级读取示值方式记录方式 加压方式1精密压力表0.4 级目测手动手动2数字压力计0.05 级自动自动手动3智能压力控制器0.05 级自动自动自动3.2 数据处理分析1）从连续测量的数据中，计算出每组数据的设定点偏差和切换差。根据检定规程，本次选用被测的电接点压力表是磁助直接作用式，设定点偏差允许误差为-0.064 -0.008 MPa 或 0.008 0.064 MPa，切换差允许误差为 0.056 MPa。测量数据见表 3。2）从表 3 中可以看出，用三种方法检测压力表的设定点偏差和切换差项目，设定点偏差和切换差试验结果均符合检定规程要求；方法一和方法三的设定点偏差和切换差，在结果判定上并无明显差异，而方法二相比其他两种方法虽然重复性结果最大，但也符合规程要求。表 3 设定点偏差和切换差重复性试验和测量结果单位：MPa序号方法一方法二方法三设定点偏差切换差设定点偏差切换差设定点偏差切换差10.0220.0040.0320.0150.0230.00320.0230.0030.0210.0060.0200.00330.0220.0020.0340.0040.0230.01340.0230.0020.0320.0060.0180.01150.0230.0020.0260.0140.0190.00960.0230.0020.0200.0080.0190.00970.0220.0030.0340.0040.0230.00880.0230.0030.0320.0060.0190.00990.0230.0040.0320.0140.0180.011100.0210.0030.0260.0040.0230.009平均值0.0220.0030.0290.0080.0210.008实验标准偏差 s0.0010.0010.0050.0040.0020.003测量结果不确定度U=0.02（k=2）U=0.02（k=2）U=0.01（k=2）U=0.01（k=2）U=0.01（k=2）U=0.01（k=2）3）从表 3 设定点偏差和切换差测量结果分析，采用实验室比对方式对测量结果进行验证。取各方法的测量结果的算术平均值作为参考值；由于各方法的不确定度之间完全不相关，参考值不确定度按比对公式计算得出，最后对测量结果采用归一化偏差值 En进行评价，结果均为满意，见表 4。3.3 优缺点分析1）方法一是目前最常见的一种方法，成本最低，连接方法简便，但在工作中会出现多用表与电接点表 4 测量结果验证方法123设定点偏差|En|0.30.70.4结果满意满意满意切换差|En|0.50.10.3结果满意满意满意压力表连接时电阻问题造成的蜂鸣器失灵，及触点没有完全接触产生延迟响应等现象。另外在检测时还需要双人熟练配合完成，面对较大工作量时工作35国内统一刊号 CN31-1424TB2023/4 总第299期效率会影响整体业务质量，无法满足连续测量工作的要求。2）方法二中带电测信号的数字压力计连接方式和操作方法都较为便捷，不足之处则是由于自动记录过程中有延迟，设定点偏差和切换差的测量结果误差相对较大，但满足日常检定工作需求。3）方法三中用全自动压力控制器检测电接点压力表最方便，操作简便且能有效降低人为误差，检测结果更可靠稳定，同时也有较大改进潜力。通过增加电接点压力表专用检测模式，不仅工作效率会大大提高，检测结果可靠度也可以得到良好的保证，但此方法的设备投入成本相对方法一、二较高。4 结语本文基于检定规程用不同方法对电接点压力表进行设定点偏差和切换差的检测，根据三种常用方法得到的数据，开展对比研究分析，并通过数据计算分析了被测电接点压力表在设定点偏差和切换差的误差及三种方法的重复性。无论哪种方法，标准器组合选择合适，都可以满足规程要求。通过上述对比分析，给计量技术机构在选择检测电接点压力表方案时提供了一定借鉴作用。参考文献1 戴孝华.压力表计量基础知识讲座 第五讲 压力表的结构及工作原理（中）J.上海计量测试，2014，41（1）：60-62.2 戴孝华.压力表计量基础知识讲座 第六讲 压力表的结构及工作原理（下）J.上海计量测试，2014，41（2）：66-69.3 全国压力计量技术委员会.JJG 522013弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表S.北京：中国计量出版社，2013.4 全国压力计量技术委员会.JJG 492013弹性元件式精密压力表和真空表S.北京：中国计量出版社，2013.5 林原在.电接点压力表设定点偏差和切换差的一种检定方法J.中国计量，2014（9）：104+116.6 全国压力计量技术委员会.JJG 8752019数字压力计S.北京：中国计量出版社，2020.Discussion on measuring electric contact pressure gauge based on different methodsShi Yuchao，Yao Yifan，Tang Xichen（Pudong New Area Station of Measurement and Quality Inspection Shanghai）Abstract:Different measurement institutions will adopt different detection methods for the set point deviation and switching difference items of electric contact pressure gauges.This article selects three common detection methods and compares the different operations of each project from three aspects:connection method,pressurization method,reading and recording method.After data processing,the data differences of each method are analyzed.The experimental results show that each detection method has a relatively small impact on the compliance judgment results of the set point deviation value and switching difference of the tested electrical contact pressure gauge.However,the difficulty of each detection method varies,resulting in different requirements for the professional literacy of metrological personnel and having a certain impact on their work efficiency.Through the comparative analysis of this article,it can provide certain reference for various measuring institutions in selecting methods for detecting electrical contact pressure gauges.Key words:electric contact pressure gauge;detection;set point deviation;switching difference计量动态两项生物分析仪器校准规范通过审定2023 年 6 月 16 日，全国生物计量技术委员会在青岛市组织召开了“生物计量促进生命科学与生物产业发展研讨会暨生物计量技术委员会第四届五次会议”，上海市计量测试技术研究院生物计量创新团队起草的恒温扩增核酸分析仪校准规范和表面等离子体共振生物分子相互作用分析仪校准规范两项规范经会议审定，全票通过。恒温扩增核酸分析仪的扩增反应全过程为同一温度，反应时间短，在快速现场检测方面具有重要的应用价值，广泛应用于医学诊断、生命科学、食品安全、农产品检测及畜牧水产等众多领域。表面等离子体共振生物分子相互作用分析仪无需标记，可直接观测原位、微量、实时动态的定量表征结合全过程，在抗体药研发中的抗体筛选、药物结合物活性综合表征、仿制药一致性评价和质量控制方面发挥作用。两项校准规范的制定与实施将为国内相关仪器的校准提供统一技术依据，保障仪器测量结果的量值溯源性。近年来，上海市计量测试技术研究院生物计量创新团队加快科研成果的有效转化，把前沿技术应用于仪器校准方法研究，主导制定了多项生物分析仪器国家计量校准规范，此次会上也受邀对 JJF 18492020微孔板化学发光分析仪校准规范和JJF 19102021 电化学工作站校准规范 两项规范进行了现场宣贯。（本刊通讯员）