摘 要：弹簧式压力表是一种常见的仪器，在使用过程中，环境的温度变化通常会对压力表的正确测量产生干扰，影响检测的精确度。本文围绕温度变化对弹簧式压力表的相关问题进行探讨，对弹簧式压力表进行概述，分析温度变化对弹簧式压力表的干扰和影响，提出压力表在计算过程中可采用的方法，旨在不断提高弹簧式压力表的检测精确度和检测效率。
关键词：温度变化 弹簧式压力表
1 弹簧压力表概述
弹簧式压力表是就地指示型的压力表，它不带有远程传送显示和调节的功能，适用于无结晶、无凝固、无爆炸、对铜及其合金无腐蚀的各种气体、液体环境。在测量过程中，弹簧式压力表内的波登管、波纹管、膜盒是十分敏感的元件，会随之发生弹性变形，这种弹性变形通过机芯的转换机构传导至指针，通过指针的转动来实现最终压力的显示。
2 温度变化对弹簧压力表的影响分析
温度变化与弹性模量E之间的关系为：Ei= E0（1- δE×Δt）（公式①）。这一公式中，Ei表示当温度为t时，材料的弹性模量，（kg/mm2）。E0表示在标准温度t0时（一般为20℃时），材料的弹性模量，（kg/mm2）。δE表示弹性模量的温度系数，（1/℃）。Δt表示温度的变化量，Δt=t- t0，（℃）。由上述公式可知，模量Ei会随着温度的升高而降低，说明在同样的压力状态下，弹性材料的形变将增加，外在表现即为压力仪表的指针指示值增大。反之，Ei会随着温度的降低而增加，弹性材料的形变将减小，压力仪表的指针显示值减小。
弹性模量E具有随温度波动而相应变化的物理现象，因此会导致弹性元件的灵敏度和弹性材料的刚度发生变化，继而影响到弹簧式压力表的精确度级别。为了保证弹簧式压力表的精确度和仪表的测量准确度，国家在JJG52-1999《弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表》的检定规程中做了指明，即必须在（20±5℃）的环境温度下使用。同时还规定，压力表在检定时，所选择的标准器的综合误差不大于被检压力表的基本误差绝对值的1\3。
在实际生产工作中，出于方便压力表使用单位的考虑，绝大多数计量检定人员会将标准器携带到企业，在企业的实验室对压力表进行计量检定。然而大多数的实验室根本没有过渡到恒温的条件，比如冬天温度经常是0℃以下，夏天温度经常是30℃以上，根本达不到适宜的计量检定温度条件。因此，这些情况下对环境的温度修正就非常重要。
当环境温度与检定的适宜温度发生偏离时，弹簧式压力表会产生温度影响带来的附加值。这个附加值是不能修正的，它是和计量检定温度下的示值允许误差相叠加的。在偏离计量检定温度后，计算示值误差的公式为：Δ=±(δ + k×Δt)（公式②）。这一公式中，Δ表示偏离计量检定温度后的示值误差限，表示方法与允许误差相同。δ表示压力表在计量检定温度下示值误差最大允许误差的有效绝对值，（%）。Δt表示压力表使用现场环境的温度与计量检定温度之间的差值，Δt=|t2-t1|，其中t2表示国家规范中所指明的标准范围内的环境温度，（℃），t1的取值需要分情况和类别，对于一般的弹簧式压力表，当t2大于25℃时，t1取25℃，当t2小于15℃时，t1取15℃。对于0.4级的精密弹簧式压力表，当t2大于23℃时，t1取 23℃，当 t2小于17℃时，t1取 17℃。对于0.25级的精密弹簧式压力表，当t2大于22℃时，t1取22℃，当t2小于18℃时，t1取18℃。k表示温度系数，k通常取0.04%/℃，或根据使用说明书的特定要求来确定温度系数的取值。
3 压力表在计算过程中所采用的方法
对于超出标准范围的温度条件，对弹簧式压力表进行计量检定首先需要进行计算，举例如下：在温度为30℃的环境下，用一块测量范围为（0～6）Mpa，准确度等级为0.4级的精密弹簧式压力表检定测量范围为（0～4）Mpa，准确度等级为1.6的一般弹簧式压力表。
其中一般压力表在30℃以下的示值允许误差计算为：ΔP1=±（1.6%+0.04%/ ℃ ×|30-25|℃）×4Mpa=±0.072Mpa 。
精密压力表在30℃以下的示值允许误差计算为：ΔP2=±（0.4%+0.04%/ ℃ ×|30-23|℃）×6Mpa=±0.0408Mpa 。
量传比为：0.0408Mpa＞0.024 Mpa（0.072 Mpa /3）
因此计算后得出以上温度条件下的（0～6）Mpa，0.4级的精密压力表无法计量检定（0～4）Mpa，1.6级的一般压力表。
另外，根据JJG52-1999的检定规程，一般压力表的检定温度为（20±5）℃时才能有效确保其自身的准确度等级。而压力表现场的日常使用环境一般温度在（零下10℃～70℃）范围内。因此，压力表的正常工作环境温度范围要比检定环境的温度范围大得多，这就导致了测量出现偏差。通常来说，只要在压力表的正常工作范围内，仪表的示值误差可由上面的公式②来计算，得到被测量的真实值。压力表在正常工作环境温度范围内使用时，其准确度等级也会发生变化。
以2.5级弹簧式压力表为例来说明：
由此可见，2.5级压力表在不同的温度条件下工作其精确度级别将随之发生一定的变化。在10℃和30℃时，级别变化不明显，因此，2.5级弹簧式压力表的最佳工作温度环境为（20±10）℃，在此范围内，温度变化对其测量精确度影响较小，可忽略不计。当工作温度超过30℃或低于10℃时，温度变化对其测量精确度影响较大，需考虑温度的变化引起的误差。
