一般壓力表規(guī)程及國標(biāo)中存在的一些問題之探討
本文針對現(xiàn)行壓力表檢定規(guī)程JJG52—1999和國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1226— 2010中存在的一些問題進(jìn)行了分析討論并提出改進(jìn)建議。對“回程誤差” 和“輕敲位移”的概念提出了新的解釋；改進(jìn)了規(guī)程檢定記錄表格并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在excel中的自動化處理；指出了標(biāo)準(zhǔn)超壓試驗(yàn)設(shè)計(jì)的不合理之處并提出 了修改建議。
0.引言
JJG52—1999《彈簧管式一般壓力表、壓力真空表和 真空表》(以下簡稱“規(guī)程”）以及GB/T1226一 2010《一般 壓力著>(以下簡稱“標(biāo)準(zhǔn)”）規(guī)范了一般壓力表的檢定和 生產(chǎn)，在實(shí)際工作中筆者發(fā)現(xiàn)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)有矛盾之處，依 據(jù)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的壓力表按照規(guī)程進(jìn)行檢定有可能不合格， 規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)中一些表述值得商榷甚至有錯(cuò)誤，在此一并 提出，供同行參考與討論。
1.規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)的差異
1.1 “準(zhǔn)確度等級”和“精確度等級”的表述
©規(guī)程計(jì)量性能要求3.1中的描述為：準(zhǔn)確度等級” ②標(biāo)準(zhǔn)5.3基本誤差中的描述為精確度等級” JJF1001 一 1998〈通用計(jì)量術(shù)語及定義》之7. 19“準(zhǔn)確 度等級”:符合一定的計(jì)量要求，使誤差保持在規(guī)定極限 以內(nèi)的測量儀器的等別、級別。而并無“精確度等級”之 說。為避免混淆，建議標(biāo)準(zhǔn)修改相關(guān)表述。
1.2最大允許誤差的計(jì)算方式：
最大允許誤差是判斷壓力表合格與否最重要的參 數(shù)，規(guī)程與標(biāo)準(zhǔn)對最大允許誤差的計(jì)算方式分為兩種情 況，①測量上限90%以下:準(zhǔn)確度等級乘以量程的百分 數(shù)。②測量上限90%以上:準(zhǔn)確度等級基礎(chǔ)上降一級進(jìn) 行計(jì)算。但測量上限90%處最大允許誤差計(jì)算方法，規(guī) 程和標(biāo)準(zhǔn)有完全不同的要求：
（1）規(guī)程表1:測量上限90%處在準(zhǔn)確度等級基礎(chǔ)上 降一級。
（2）標(biāo)準(zhǔn)表5:測量上限90%應(yīng)符合準(zhǔn)確度等級要求。
標(biāo)準(zhǔn)比規(guī)程的要求更為嚴(yán)格，而標(biāo)準(zhǔn)5. 1. 3“儀表的
壓力部分一般使用至壓力測量范圍的3/4”,正是基于以 上原因，規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測量上限10%的區(qū)域內(nèi)放寬最 限90%的點(diǎn)一般不會被檢，因此筆者建議規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng) 一要求測量上限90%的點(diǎn)最大允許誤差計(jì)算時(shí)進(jìn)行降 一級處理。
1.3指針指示端
（1）規(guī)程4. 1. 3. 3:指針指示端應(yīng)能覆蓋最短分度線 長度的1/3 ~2/3。
（2）標(biāo)準(zhǔn)5. 10. 2：儀表的指針應(yīng)符合GB/T 9252的規(guī) 定:在標(biāo)度盤上面的指針，其指示部分應(yīng)遮蓋標(biāo)度最短標(biāo) 度線長度的1/ 4 ~ 3/4。
由于標(biāo)準(zhǔn)對指針指示端的要求更寬松，因此按照標(biāo) 準(zhǔn)生產(chǎn)的壓力表依據(jù)規(guī)程檢定有可能被判為“不合格”， 應(yīng)統(tǒng)一性能指標(biāo)。對使用者而言，指針指示端方便讀數(shù) 即可;對檢定員而言，每次檢定都嚴(yán)格測量指針指示端是 否覆蓋最短分度線長度的1/3 ~2/3，不易實(shí)施也沒有必 要。基于以上分析，筆者建議放寬要求，該條可定義為： 指針指示端應(yīng)部分覆蓋且不超出最短分度線。
2.規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)中的共同點(diǎn)
2.1“回程誤差”和‘輕敲位移”概念的缺陷及重新定義 回程誤差和輕敲位移是判定壓力表合格與否的重要 參數(shù)。規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)中對于示值誤差，回程誤差和輕敲位 移的描述基本一致，在此引用規(guī)程5. 3. 3的描述：
示值誤差:對每一檢定點(diǎn)，在升壓(或降壓)和降 壓(或升壓)檢定時(shí)，輕敲表殼前、后的示值與標(biāo)準(zhǔn)器示值 之差。
回程誤差:對同一檢定點(diǎn)，在升壓(或降壓)和降 壓(或升壓)檢定時(shí)，輕敲表殼后示值之差。
輕敲位移:對每一檢定點(diǎn)，在升壓(或降壓)和降 壓(或升壓)檢定時(shí)，輕敲表殼后引起的示值變動量。
標(biāo)準(zhǔn)壓力:P
輕敲前示值：Pi,輕敲后示值：P'i (升壓：i = 1;降壓:
= 2)
則有如下表達(dá)式：
示值誤差：(Pi-P) (P'l ~P ), (P2-P) (P'I - P )中絕對值最大者
回程誤差：|P,2^P,1 I
輕敲位移：|P'i -Pi I
概念缺陷一：回程誤差”只考慮輕敲后示值之差（| P'—P'i I )是片面的，并不能完整的反映壓力表檢定正 反行程示值之差，應(yīng)與“示值誤差”的定義相呼應(yīng)，可定義 為同一檢定點(diǎn)“輕敲表殼前、后的示值之差最大值”（| P2-P1 | 和 |P'2 —P'i | 中較大者)。
概念缺陷二：輕敲位移的計(jì)量性能要求為規(guī)程3. 4 “輕敲表殼后，指針示值變動量應(yīng)不大于表1所規(guī)定的允 許誤差絕對值的1/2。因此輕敲位移恒為非負(fù)數(shù)，無法 反映實(shí)際檢定過程中，輕敲表殼后指針偏轉(zhuǎn)方向。輕敲 后指針往正向偏轉(zhuǎn)，則輕敲位移應(yīng)為正，否則為負(fù)。于是 規(guī)程3. 4可修改為:“輕敲表殼后，指針示值變動量應(yīng)不 大于表1所規(guī)定的允許誤差的1/2。”
相應(yīng)表達(dá)式變動如下：
示值誤差：(P1 -P) (P'1 -P ), (P2-P) (P'i- P)中絕對值最大者
回程誤差：|P,2^P,1 |和|P2-P1 |中值較大者
輕敲位移：：'i — Pi
筆者在執(zhí)行檢定規(guī)程時(shí)發(fā)現(xiàn)檢定記錄表格存在以下 兩個(gè)缺陷：
檢定記錄缺陷一:規(guī)程附錄A“壓力表檢定記錄基本 格式”的表格是壓力表檢定記錄中最重要的數(shù)據(jù)記錄和 計(jì)算載體然而按照現(xiàn)行規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)對“輕敲位移”的定 義，“輕敲指針變動量”恒為非負(fù)數(shù)，無法從該表格中得出 被檢表輕敲前示值，不能得出示值誤差，因此嚴(yán)格意義 上，無法使用該表格記錄的數(shù)據(jù)判定壓力表是否合格。 但‘輕敲位移”被重新定義后，輕敲前示值=輕敲后示值 一輕敲指針變動量。輕敲前示值隱含在表格中，可計(jì)算 示值誤差。
檢定記錄缺陷二:規(guī)程附錄A“壓力表檢定記錄基本 格式”的表格無記錄“示值誤差”列，應(yīng)該在“回程誤差” 列前增加“示值誤差”列，方便檢定員記錄示值誤差結(jié)果，
直觀判斷其是否在最大允許誤差范圍內(nèi)。見表1 ：
回程誤差和輕敲位移定義的變更以及檢定記錄表格 增加列“示值誤差”會使檢定記錄表格變得比較復(fù)雜。而 利用excel表格壓力表數(shù)據(jù)自動處理模塊，可以輕松實(shí)現(xiàn) 輸入原始數(shù)據(jù)的同時(shí)，輸出檢定結(jié)果，因篇幅所限，在此 僅給任一檢定點(diǎn)“示值誤差”和“回程誤差”計(jì)算公式： 示值誤差:G4 =IF (MAX(C4—B4 C4— E4— B4, D4— B4 D4—F4— B4)> — MIN (C4 — B4 C4—E4 — B4 D4— B4 D4—F4-B4) MAX(C4 — B4 C4—E4—B4, D4 — B4, D4—F4—B4)，MIN (C4—B4, C4—E4 — B4 D4-B4, D4— F4—B4))
回程誤差：
H4 = MAX (ABS(D4 — C4) ABS (D4 — F4)— (C4—
E4)))
檢定員只需要輸入原始數(shù)據(jù)“標(biāo)準(zhǔn)壓力”，“被檢表輕 敲后的示值”和“輕敲指針變動量”就可自動得出“示值誤 差”和“回程誤差”，有效地簡化檢定工作，避免數(shù)據(jù)處理錯(cuò)誤。
3.規(guī)程中的問題
3.1“測量上限”變更為“量程”更合適
（1）附錄C:壓力值允許誤差計(jì)算值一覽表中給出測 量上限范圍為(0. 1 ~ 1000)MPa,沒有包含測量范圍（0~ -0. 1)MPa的真空表，也沒有包含壓力真空表。
（2）規(guī)程4. 1.4 “測量上限數(shù)字“為：1X 10n，1.6X 10n，2 5X 10n，4X 10n, 6X 10n。同樣這些測量上限數(shù)字也 沒有包含壓力真空表，該問題在文獻(xiàn)中也做出了闡述。
因此將此二處”測量上限“改為”量程更準(zhǔn)確。
3.2 “正整數(shù)、負(fù)整數(shù)或零”宜變更為“整數(shù)”
（1）規(guī)程4. 1.4測量上限數(shù)字：
應(yīng)符合如下系列中之一：1 X 10n, 1.6X 10n, 2 5X 10n, 4X 10n, 6X 10n。
（2）規(guī)程4. 1.5分度值：
應(yīng)符合如下系列中之一：1X 10n, 2X 10n, 5X 10n。
(1)，（2)式中:n是正整數(shù)、負(fù)整數(shù)或零。
“正整數(shù)、負(fù)整數(shù)或零”可以統(tǒng)稱為“整數(shù)”，表述更為 簡潔。
4.標(biāo)準(zhǔn)中的問題
4.1超壓實(shí)驗(yàn)百分比設(shè)計(jì)不合理
標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了超壓實(shí)驗(yàn)來衡量一般壓力表的耐壓性 能，該實(shí)驗(yàn)在歷次“ 一般壓力表產(chǎn)品質(zhì)量國家監(jiān)督抽查” 中均有采用，是判定產(chǎn)品質(zhì)量合格與否的重要指標(biāo)，筆者 在參與“ 二零一一年度一般壓力表產(chǎn)品質(zhì)量國家監(jiān)督抽查，，任務(wù)實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)超壓實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)存在不合理之處。
標(biāo)準(zhǔn)中壓力表及壓力真空表按表2的規(guī)定承受超壓 試驗(yàn)。
不合理之處一:部分超壓實(shí)驗(yàn)壓力上限值很難達(dá)到。
從表3中可以看出，壓力上限值U = 1MPa 2 5MPa 及6MPa時(shí)，超壓試驗(yàn)負(fù)荷值分別為:1. 25MPa 3. 125 MPa 及7. 5MPa,超壓實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)器一般選用活塞式壓力計(jì)或彈 簧管式精密壓力表，而活塞式壓力計(jì)砝碼無法加壓至所 需壓力，需通過活塞有效面積，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊葏?shù)計(jì) 算出所添加的砝碼質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)過程繁瑣且?guī)胍欢康?/span> 不確定度。理論上精密壓力表可以達(dá)到所需的負(fù)荷值， 但實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性很難保證0. 5h的時(shí)間內(nèi)一直保持 相應(yīng)的負(fù)荷值不變。因此實(shí)際上很難嚴(yán)格按照表3設(shè)計(jì) 的超壓負(fù)荷進(jìn)行超壓試驗(yàn)。
不合理之處二:超壓量的非單調(diào)性。
超壓量=負(fù)荷值一壓力上限值，即：：U =U'—U。
超壓實(shí)驗(yàn)中，壓力上限值U<160MPa時(shí)，當(dāng)U增 加，如應(yīng)單調(diào)遞增，但事實(shí)并非如此。按照表2的計(jì)算 方式，壓力上限為10MPa和16MPa的壓力表超壓實(shí)驗(yàn)負(fù) 荷值以及超壓量計(jì)算結(jié)果見表4:
壓力上限值U=10MPa,超壓量AUi()=2 5MPa；壓力 上限值 U = 16MPa 超壓量辦6 = 2.4MPa,
16MPa, H) MPa壓力表必須承受比16 MPa壓力表更大的超
壓量，這是不合理的。
基于以上分析，筆者建議設(shè)置更加合理的超壓負(fù)荷， 能使用常用標(biāo)準(zhǔn)器（活塞式壓力計(jì)）達(dá)到超壓試驗(yàn)負(fù)荷 值，并且U<160MPa時(shí)，超壓量扣隨壓力上限值U的 增加而單調(diào)遞增。
5.結(jié)論
綜合以上分析和討論，筆者做出以下建議：
（1）標(biāo)準(zhǔn)將“精確度等級”的表述改為‘準(zhǔn)確度等級”， 與規(guī)程一致。
（2）規(guī)程明確測量上限90%的點(diǎn)最大允許誤差計(jì)算 時(shí)在準(zhǔn)確度等級基礎(chǔ)上降一級處理。
（3）規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)對于指針指示端的技術(shù)要求統(tǒng)一為： 指針指示端應(yīng)部分覆蓋且不超出最短分度線。
（4）計(jì)量器具控制一回程誤差:對同一檢定點(diǎn)，在 升壓(或降壓)和降壓(或升壓)檢定時(shí)，輕敲表殼前、后示 值之差均應(yīng)符合規(guī)程3. 3的要求。
（5）計(jì)量性能要求 輕敲位移:輕敲表殼后，指針示
值變動量應(yīng)不大于規(guī)程表1所規(guī)定的允許誤差的1/2。表 達(dá)式:輕敲指針變動量=輕敲后示值一輕敲前示值。
（6）規(guī)程附錄A“壓力表檢定記錄基本格式”的表格 在“回程誤差”列前增加“示值誤差”列，采用excel壓力表 數(shù)據(jù)自動處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
（7）將規(guī)程二處“測量上限”改為“量程“正整數(shù)、負(fù) 整數(shù)或零”改為“整數(shù)”。
（8）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置更合理的超壓負(fù)荷，能使常用標(biāo)準(zhǔn)器 (活塞式壓力計(jì)）達(dá)到超壓試驗(yàn)負(fù)荷值，并且U<160MPa 時(shí)，超壓量扣隨壓力上限值U的增加而單調(diào)遞增。
