温度变化对压力表检测失准的影响

【摘 要】压力表作为一种精度较高的测量仪器,在许多领域都得到广泛使用.众所周知,所有仪器都存在测量误差,如果误差较大的话就形成了检测失准,压力表也不例外.压力表在检测时,其检测效果主要受外界振动、超负荷以及温度的影响.其中受温度的影响是最大的.因为从压力表的内部构造上分析知道压力表对压力的测量主要是依靠其内部的弹簧管等弹性元件,这些弹性元件在温度比较极端的环境的情况下会发生严重的变形,进一步使压力表检测失准.

【关 键 词】压力表仪器温度失准

压力表的工作原理是外界压力引起表内的敏感元件（波登管、膜盒、波纹管）的弹性形变,再由表内机芯的转换机构将压力形变传导至指针,引起指针转动来显示压力.而这些弹性元件在温度变化时也会发生形变,这样一来就会和检测的外界压力一同在压力表上产生示数,由温度引起的示数便形成了误差甚至使检测结果完全失准.如果外界环境的温度过高,弹性元件将发生永久性变形,致使压力表不能使用.同时,由于压力表示数受大气压的影响,温度又会通过大气压间接引起压力表失准.

1温度变化通过敏感元件引起失准

压力表在检测外界压力时,由外界压力引起其内部敏感元件的材料产生弹性变化量.弹性变化量会随着外界温度的升高而降低,从而使压力表内部敏感元件的材料变形量增大,在压力表示数变化上就是数值变大,反之,温度降低时,元件的材料变形量减小,压力表上检测到的压力数值变小.弹性变化量是与温度有关的物理量,所以温度的变化必然引起压力表的灵敏度、精度等级发生变化.

由此,压力表必须在一定的温度条件下使用,但这同时也是不现实的,检测环境压力时不可能所有的外界温度都能够达到理想状态.综合考虑,国家检定规程中规定了压力表在使用时允许其存在误差,只要误差小于或等于被检测压力绝对值的三分之一即可.可是在实际检测中又发现,大部分实验室既达不到相应的温度要求,在其检测到的实际数值也不满足误差条件.这种情况下的检测是肯定失准的,为了检测到实际的压力数值,可以采取计算的方式,计算出在该温度环境下的的误差值,测量值加上或者减去误差值即可得到比较准确的检测结果.

2温度变化通过大气压引起失准

众所周知,温度是影响大气压的一个重要因素,因为温度越高--虽然增加了空气分子的对撞机会,但是空气迅速膨胀,对流,从而引起空气变得稀薄,其增加的对撞能量远小于空气变稀薄减小的对撞能量,自然空气压力减小.

压力的表示方法有两种：一种是以绝对真空作为基准所表示的压力,称为绝对压力；另一种是以大气压力作为基准所表示的压力,称为相对压力.由于大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力,故相对压力也称表压力.绝对压力与相对压力的关系为：绝对压力等于大气压力+相对压力,从该式可以看出,压力的大小与大气压力有关.

而地球上不同地域的大气压力是不一致的,我们知道,气体分子的“碰撞”是产生气体压强的根本原因,在密闭的环境中温度升高时气体分子运动加快,引起内部压强增加.但是大气作为非密闭环境就不同了.其中一个地域温度升高时,该区域内的空气便会像密闭环境中一样发生膨胀,但是分子运动也会由于温度的影响向四周扩散,从而引起该区域内的气体分子减少,大气压强随之减少.这就为南北气压差异提供了解释,尽管地球大气总量恒定,但是分子扩散依然存在.当南北半球之间的气温差异很大时,分子扩散就会越剧烈.当南半球处于夏季时,气温远远高于处于冬季的北半球,所以分子从南半球向北半球扩散,造成南半球大气压低于大气压,北半球高于大气压,反之亦然.

大气压的地域差异就造成了压力表在检测相同压力时由于检测地域不同出现不同的结果,本质上是由于温度的变化造成了气体分子的扩散.所以在使用压力表测量某一区域的压力时,应当先得出该区域的大气压与标准大气压的偏差,然后定量地估计该偏差会对检测值形成多大的影响,得出一个误差值,最后用检测值加上或减去误差值就能得到一个接近实际压力值的结果.

3结语

精密仪器在使用时要保持准确的性能就必须避免其在检测中出现失准,这就要求在实际检测中对影响仪器精确度的因素进行充分的考虑.压力表在检测外界压力时,受温度的影响是最大的.因为从压力表的内部构造和检测原理上分析可以知道,压力表在检测时是外界压力使内部的敏感弹性元件发生弹性形变,产生的变化量在压力表上对应该压力的大小.这些元件在一定程度上会受到温度的干扰,由温度产生一个变化量,这个变化量和压力产生的变化量一起作用形成仪表示数,对实际检测的数值造成了误差.同时,压力的形成于大气压强的大小有着直接的联系,而温度的变化促使分子的扩散,造成不同温度区域的大气压差异.温度就通过大气压间接影响了压力表的检测.因此,在检测中必须充分考虑温度因素,把检测到的数值除去温度造成误差部分,方可得到更为准确的结果.