精密数显压力表的原理和特性分析

　　精密数显压力表在油田生产中一般作为标准表来使用，用它进行量值传递。目前，油田应用的精密数显压力表多数为0.4级，因此，保证数显压力表技术性能可靠和压力示值准确就非常重要。

 

　　数显压力表测压原理

 

　　精密数显压力表的工作原理是：在表壳里装有一个用磷铜制成的椭圆形弹簧管，管的一端固定并与存水弯管相连接，另一端封闭与连杆和杠杆连接，指针固定在小齿轮轴上。当弹簧管内受压时，由椭圆形膨胀为圆形，迫使弹簧管向外伸展，压力越高，伸展越大，这一动作通过拉杆，杠杆，扇形齿轮，小齿轮传递给指针，指针转动指示出容器内的压力。当容器内无压力时，弹簧管恢复原样，指针回到零位。

 

　　指针指示为表压，单位刻度应为MPa。当精密数显压力表与压力校验仪器成组后，则可构成精密数显压力表标准装置或压力校验装置，操作人员通过将被测对象与精密数显压力表示值逐一进行比对的方式实现压力量值的传递或对被测对象的压力校验。

 

　　数显压力表误差曲线特性分析

 

　　在分析数显压力表误差特性之前，我们先来看一个命题：为什么要求数显压力表的实际工作压力要在最大量程的1/3—2/3之间？

 

　　答：因为扁曲簧管对应的角度270°正常工作的压力要使扁曲弹簧管旋转5°至7°，此时数显压力表指针恰好在最大量程的1/3至2/3之间的范围内，所测量的压力准确。旋转超过或不致到这个角度，读数有较大误差，所以在实际工作中，要求压力要在数显压力表最大量程的1/3至2/3之间。

 

　　以上命题是从数显压力表的结构原理上分析了数显压力表的使用范围，即其最大量程的1/3至2/3之间所测压力准确，但是实际情况如何呢？请看下面几个图。

 

　　图1至图9是经过检定维修合格后进行压力试验的精密数显压力表，量程从0.6MPa至25MPa各选一块。从数显压力表的示值误差曲线可以看出，数显压力表最大量程的1/3至2/3之间出现较大误差的有7块，占试验数显压力表的78%，符合1/3至2/3之间测量压力准确的只有2块，见图5和图9。

 

　　以上几块数显压力表的示值误差曲线说明，数显压力表的误差分布绝大多是在最大量程的1/3至2/3之间，究其原因，有的是轻敲后产生的误差，见图2、图4、图7；有的是由于弹簧管线性不均匀造成的，见图1、图3、图5、图6、图8。

 

　　1、数显压力表的结构和测压原理决定了其测量压力误差不是线性的。

 

　　2、数显压力表的使用范围虽然选择在最大量程的1/3至2/3之间，但并不能说明在此区间其误差最小。

 

　　3、本文考察的是机械式精密数显压力表的误差特性，其误差会受到外部环境、振动以及内部机械结构的影响。