概述

        压力表根据测量原理等依据划分成很多种类，检定过程中多数遇到的是弹簧管压力仪表 （以下简称“压力表”）。这种仪表以弹簧管为敏感元件测量压力大小，其工作原理是通过表内敏感元件（弹簧管）的弹性形变，由表内转动机构（扇形结构和杠杆结构） 将压力形变传导至指针，引起指针转动，在表盘上指示数值［1］。如今压力表的应用已极为普遍，几乎遍及所有工业流程和科研领域，其准确性关系到安全生产的保障，对设备的运行至关重要。在检定中降低压力表的示值误差，对不合格的压力表进行调修后投入使用，对压力表计量检定和节约成本起到至关重要的作用，通过几年的实践与研究，总结出一些检定与调修的方法。

 

1 压力表检定

在压力表投入使用之前，按照压力表计量检定规程进行计量检定，在其投入使用后按一定周期进行检定以确保其准确可靠。JJG （铁道） 193—2017《机车车辆专用压力表》和 JJG 52—2013《弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表》 规定，机车车辆专用压力表和一般压力表的较长检定周期不超过 6 个月。各车间可根据实际生产需要和管理办法规定压力表检定周期，但不得超过6 个月。压力表的检定按顺序分为以下几个步骤：在规定环境条件恒温 2 h，选择相应的标准器和配套设备，检定压力表的各示值误差，处理检定结果。

 

1.1 检定环境

环境是测量误差的几大来源之一，通过温度和湿度两项参数量化环境条件，根据 JJG （铁道）193—2017 和 JJG 52—2013 规定检定环境温度为（20 ± 5）℃，湿度不大于 85% RH，在该环境下恒温至少 2 h 后才能检定。除保证该环境条件要有检定合格的温湿度计外，减小环境因素造成的误差还要注意以下几点：① 温湿度计应放在离检定仪器较近的地方，避免放在窗边、离检定仪器较远的门口及空调旁，避免阳光直射，以免温度波动过大，测出温度与实际情况不符；② 避免在实验室或仪器旁放置影响湿度的物品，如热水瓶或盆栽绿植等，否则会对湿度造成影响。

 

1.2 标准器和配套设备的选择

 

在标准器的选择上应注意是否检定合格并在使用期限内，以及其较大允许误差是否符合要求。为保证工作生产需要，一般备有 2 套标准器，若标准器到期应及时送检。JJG 52—2013 规定“ 标准器的较大允许误差绝对值应不大于被检压力表较大允许误差的 1/4。”［1］ 活塞式压力计或精密数字压力计由于其本身准确度高，一般不会存在问题，但若选择弹簧管式精密压力表作为标准器，其量程的区别可能对检定结果造成影响。如量程为 1.6 MPa，0.25 级的精密压力表，可以用来检定量程为 1 MPa，1.6 级的一般压力表，但不能检定量程为 1 000 kPa（1 MPa） 的机车车辆专用压力表 （机车车辆专用压力表准确度统一为 1.6 级）。压力表允许误差（∆允）的计算公式如下：

 

∆允=±（压力表测量量程×准确度级别/%）。

（1）在配套设备的选择上，应注意其是否运行正常、无故障，是否为需要满足特殊检定要求的压力表。配套设备应定期清洁，以避免异物通过气口进入管道造成堵塞，妨碍设备正常运行。应定期更换各阀门密封圈，防止发生漏气现象。检定氧气压力表、乙炔压力表等需要禁油的压力表时，需再准备一套工具及推车，与检定一般压力表及机车压力表的工具分开使用。工作台应保持洁净，避免油污，若使用水油分离器，每次使用完毕后需用干净的布擦拭干净，避免压力表接触到油。

 

1.3 压力表数据读取

压力表数据的读取应注意以下几个方面：①人员方面，人员视线应与表面刻度盘平行，如果检定人员本身存在散光、近视或左右眼视力不平衡的状况，应佩戴矫正后的眼镜再进行检定工作，否则读数可能存在偏差。②数据读取方式方面，JJG （铁道）193—2017 规定“压力表的示值应按分度值的1/5 估读”。这表示数据的读取必须在被检表上，其误差计算结果的修约间隔也应为该表分度值的 1/5。

 

2 压力表调修

在检定压力表的过程中，会遇到示值误差超差的问题，这时压力表的调修工作就显得至关重要。有些压力表可能需经多次调修才能合格，而不合格的压力表则应进行降级或报废处理。

 

压力表的调试和修理是不同的，如只需调试压力表的传动机构或指示装置就能使压力表合格，便是调试；如需要拆洗、补焊，甚至更换零件的，属于修理。两者的成本也不尽相同，想要更好地调修压力表，必须了解其构造及工作原理，才能进行误差调试，从而解决问题。

 

2.1 构造

压力表构造如图 1 所示［2］。

弹簧管：管内压力变化使管自由端产生位移，带动传动机构动作，管内压力与自由端位移成线性关系。传动机构 （机芯）：由扇形齿轮、中心齿轮、游丝等组成，主要作用是放大弹簧管自由端微量位移，并将直线位移转变为指针的角位移。指示机构：由指针、刻度盘等组成，主要作用是将弹簧管的弹性变形量通过指针转动指示出来，从而在刻度盘上读取直接指示的压力值。表壳 （机座） ：主要作用是固定和保护弹簧管、传动机构和指示机构。

 

2.2 工作原理

压力表的测量原理可根据以下公式得出：

PA = P0 + Pg ， （2）

或

PA = P0 - Pv 。 （3）

式 （2） 和式 （3） 中，PA为绝对压力，是物体所承受的实际压力，其零点为绝对真空； P0 为大气压力。

当 PA＞P0 时，相对压力为表压力用 Pg 表示，是用仪器测得的压力。

当 PA＜P0 时，相对压力为负压 （又称疏空或真空表压力），用 Pv表示。

 

压力表工作的基本原理是：利用各种不同类型的弹性敏感元件在被测介质 （如空气、油、水等） 的压力作用下而产生的弹性形变来测量压力。弹性敏感元件所受压力（F）与弹簧管的弹性形变（x）产生的微量位移呈线性关系（即胡克定律 F = kx，k 为弹性系数，与弹性体的材料有关），该微量位移由传动机构 （扇形齿轮、中心齿轮、游丝等） 放大，再由指示机构 （指针、刻度盘等） 指示出压力示值。常用压力表弹簧管为 C 型管又称单圈弹簧管（见图 1）。

 

2.3 误差调试

以下列举了在压力表检定中遇到的一些故障与调修方法。

 

2.3.1 接头螺纹损坏

在检定压力表的过程中，会出现被检表无法安放在检测台上的情况，导致无法开展后续检定。出现这种情况可能是压力表螺纹在使用过程中损坏。若损坏不严重，如部分螺纹歪斜、缺失，可以更换接头或送入车间重新车削一下螺纹；若损坏严重，影响表接头周长，则报废处理。

 

2.3.2 压力表指针无指示

压力表指针无指示一般有以下 3 种情况：

① 弹簧管内堵塞，可用铜丝疏通或清洗弹簧管。

② 漏气，检查压力表接头与检测台之间有无橡胶垫片，若没有，可装上合适垫片；检查弹簧管和传动机构连接处是否焊接牢固，若有裂缝需重新焊接。③ 如果中心齿轮和扇形齿轮磨损过多，则需要更换。

 

2.3.3 指针不回零位

指针不回零位一般有以下 4 种情况：① 指针松动，在不通压力的情况下把指针卸下，在零位重新安装；② 中心轴弯曲，用尖嘴钳矫正中心轴即可；③ 表盘松动，调整表盘拧紧螺丝，若没有螺丝可用透明胶固定；④弹簧管残余形变变大，需要重装指针或更换弹簧管。

 

2.3.4 示值误差超差

示值误差超差存在以下 3 种情况：① 指针在每一个点的示值误差相同，可以升压至表量程的1/3~1/2 处或重要测量值处，重新安装指针。如机车车辆专用压力表可在 500 kPa 或 600 kPa 处重新安装指针。② 指针呈线性误差，即误差逐渐增加时，调节活节螺丝向外移动。当增加齿轮的臂长时，若误差逐渐递减，则调节螺丝向内移动；当减少齿轮的臂长时，为方便调节，较好用记号笔在活节螺丝原来所在位置做好标记，方便控制调节距离。③ 指针只在被检点中一两个点超差，可能齿轮相应位置有缺损或异物，应及时清理或者更换零件。

 

2.3.5 指针偏转不平稳

指针偏转不平稳存在以下 2 种情况：① 游丝损坏或散乱，可更换游丝或用镊子调整；②2 个齿轮有积污或锈蚀，可以清洁齿轮或对齿轮啮合处除锈并加润滑油。

 

2.3.6 轻敲位移超差

轻敲位移超差存在以下 3 种情况：① 2 个齿轮局部磨损，需更换齿轮或改变齿轮啮合位置；② 制作游丝的材料弹性差或游丝严重变形，可更换游丝或用镊子调整；③ 齿轮啮合松动，可通过转动中心轴调节游丝，加紧齿轮之间的啮合。

 

3 结语

为提高压力表的检定合格率，保障生产安全有效进行，分析检定压力表过程中可能导致示值误差的情况。研究总结压力表出现故障导致不合格的原因及解决方法，确保一些本应报废的压力表能够被修理好并重新投入使用，可以对减少报废率、减轻单位成本起到积极作用。

 

现有的压力表调修方法缺点是花费时间长，有些更换零件调整游丝的过程繁琐，并不能减少人工成本。还有一些类似于稳定性差的故障并没有解决，接下来有待研究未解决的故障，以及如何缩短修理压力表时间。检定人员在不断发现问题的同时，也要更好地解决问题，不断实践、总结，才能促进检定技术的规范和完善，把工作真正做得又好又快。