指針型壓力錶的精度與工業製程及決策息息相關！

不準確的壓力錶計會導致有關工業製程或任何涉及壓力量程限制的錯誤決策，並可能導致災難性的結果。無論測量過程多麼謹慎，或操作員多麼小心，如果測壓儀器的精度不準確，其結果都是錯誤的。

此時就需要專業的儀錶供應商為您進行壓力校準，想了解如何進行指針型壓力儀器的校正嗎？

在接下來的文章，SJ 炘珈儀錶將為您介紹指針型壓力儀錶的精度等級與其容許誤差為何？詳述為何壓力儀錶需要校正？並搭配簡單易懂的範例讓您徹底了解。
如您有興趣，可繼續閱讀本文，或直接聯繫我們，SJ 炘珈儀錶專業的銷售團隊也可為您的應用提供最合適的壓力量測解決方案！

01 壓力儀錶的精度是什麼意思？一次搞懂與壓力校正相關的名詞定義

 

a. 精度（Accuracy）
精度（Accuracy）為「準確」與「精密」的合稱，表示壓力測量數值（觀測值或讀值）與其真實值的接近或偏離程度。

壓力錶的精度標示通常以滿量程（Full Scale，F.S.）的百分比（± 精度 %）。高精度即表示有高的準確度與精密度。
 
b. 精度等級（Accuracy Grade）
指針型壓力錶的精度等級（Accuracy Grade）是什麼意思？
精度等級是以允許誤差占測量儀錶量程的百分率來分級，BSI 英國標準協會（英國標準局）一般分為0.5、1、1.5（歐規1.6）、2、2.5、3、4，等七個百分率等級，其數值越小，則表示精度越高。依據ASME 美國機械工程師學會則另有4A、3A、2A、A、B、C、D等七個等級。

精度百分率後面通常會註明 R（讀值）或 F.S.（全刻劃），如無特別標示則視為±精度% F.S.，只有需要相當精密測量的儀錶才會使用R。
 
歐規：
BS EN 837-1特此規範壓力儀錶的面徑大小對應所能製作的精度等級，詳如下表：
左右滑動看表格

 

壓力錶面徑大小與精度等級對照表
面徑
（mm）
精度等級（歐規）
0.1
0.25
0.5
1.0
1.6
2.5
4
40、50
 
 
 
 
V
V
V
63
 
 
 
V
V
V
V
80
 
 
 
V
V
V
V
100
 
 
V
V
V
V
 
150、100
 
V
V
V
V
 
 
250
V
V
V
V
V
 
 

美規：
參考自ASME B40.100列出之常用精度等級表：
左右滑動看表格
 
精度等級與壓力量程對照表
精度等級
（美規）
允許誤差
（量程百分比 ± % F.S.）
建議最小儀錶尺寸
（270度刻度盤弧度）
壓力錶量程
下限
1/4
中段
1/2
上限
1/4
4A
←0.1⟶
8½（8.5"或216mm）
3A
←0.25→
4½（4.5"或114mm）
2A
←0.5→
2½（2.5"或63mm）
A
←1.0→
1½（1.5"或40mm）
B
3.0
2.0
3.0
C
4.0
3.0
4.0
D
5.0
註1：精度等級為A以上時，在輕敲錶盤前／後，皆須保持指定的允許誤差。
 
參考上述表格，分別探討美規及歐規在不同壓力錶錶盤面徑尺寸（與壓力量程有關）所能製作的精度／精度等級，舉一個簡單的例子來佐證：
 
  • 錶盤面徑：100 mm
面徑為100 mm的壓力錶，其能製作的最優精度為歐規0.25%及美規2A。
 
  • 錶盤面徑：250 mm
面徑為250 mm的壓力錶，其能製作的最優精度為歐規0.1%及美規4A。
 
由此範例可見，實際數據與允許誤差的大小，不但與精度有關，而且還與壓力錶的量程及面徑大小有關。
當量程及面徑皆相同時，精度越高，壓力錶的允許誤差越小。
 
 
ｃ. 允許誤差（Tolerance）
 
允許誤差代表「測量數據與標準值的最大允許偏差」；可以用測量之壓力單位來標示。 
 
例如：
量程為0 ... 100 psi、精度為±1% F.S.的壓力儀錶在測量刻度上的任何點的公差為±1.0 psi。

參照至BS EN 837-1，其規範出各精度等級之最大允許誤差。
 
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最大允許誤差
精度等級（歐規）
允許誤差限度
（量程百分比）
0.1
± 0.1 % F.S.
0.25
± 0.25 % F.S.
0.6
± 0.6 % F.S.
1.0
± 1.0 % F.S.
1.6
± 1.6 % F.S.
2.5
± 2.5 % F.S.
4.0
± 4.0% F.S.
 

綜上所述，我們可舉例印證是否真正學會了這些名詞：
  • 量程：0 ... 10 psi
  • 精度：±1.5% F.S.
其允許誤差計算方式如下：
10 psi（量程） x ±1.5% F.S.（精度）= ±0.15 psi（允許誤差）。
意即當實際壓力為6 psi時，可以允許的誤差範圍在5.85 ... 6.15 psi之間。
 

02 什麼是壓力校正？為什麼儀錶需要校正？

 
什麼是壓力校正？
校正是進行調整及測試以確保儀器壓力顯示在指定精度範圍內的過程。待校準測試的壓力儀錶和代表標準值的校準參考壓力錶（校正用標準錶）在獨立的壓力系統內暴露於相同的壓力，比較其測量值並將偏差記錄起來，最後量化為量程的百分比。

ASME 美國機械工程師學會建議，在選用校正用標準錶時，其應至少比受測試的儀錶準確四倍。這通常稱為4比1的比率（4：1）。

例如：
受測試儀錶
  • 量程：0 ... 10 psi 
  • 精度：±1.0% F.S.
  • 允許誤差：10 psi（量程） x ±1.0% F.S.（精度）= ±0.1 psi（允許誤差）
  • 允許誤差值的1/4倍：±0.1 psi（允許誤差）x1/4= ±0.025 psi
校正用標準錶A
  • 量程：0 ... 30 psi
  • 精度：±0.1% F.S.
  • 允許誤差：30 psi（量程） x ±0.1% F.S.（精度）= ±0.03 psi（允許誤差）
校正用標準錶B
  • 量程：0 … 20 psi
  • 精度：±0.1% F.S.
  • 允許誤差：20 psi（量程） x ±0.1% F.S.（精度）= ±0.02 psi（允許誤差）
從以上舉例來看，校正用標準錶A的允許誤差並沒有小於允許誤差值的1/4倍：±0.025 psi；但是校正用標準錶B符合，所以本案須使用校正用標準錶B才合乎校正規範。

為什麼壓力儀錶需要校正？

可靠的測量和正確的壓力數據有助於提高生產效率，降低意外停機的風險，提供滿足環境要求的基礎，並透過更高效率的生產進而優化利潤。
即使是最高品質的壓力錶也會隨著時間的推移而變得不那麼準確。為了保持儀錶的最佳可靠性，建議您可定期驗證及進行校正。

什麼狀況下的壓力儀器需要進行校正？

以下列出幾種常見狀況：
  • 未出廠的全新壓力儀器
  • 使用超過一年以上的測壓儀器
  • 進行重要數據測量前／後
  • 歷經天災或使用環境劇變（如強烈振動、衝擊...等）的壓力錶
  • 對於儀錶顯示數值有疑慮時
  • 客戶或廠商指定，須進行儀器校準及校正報告時
以上狀況皆可能導致錯誤的觀測數據，建議您盡快送至可靠的廠商（如：SJ 炘珈儀錶）進行儀器壓力校正及檢修。
 
 

03 SJ 炘珈儀錶出廠前及售後完善的儀錶校正流程介紹

 
SJ 炘珈儀錶壓力儀錶校正流程：

我們為校正流程準備的設備如下：
  • 符合參考溫度20℃的測試環境
  • 壓力手動幫浦（有不同的壓力範圍）
  • 校正用標準錶
  • 螺紋轉接頭
  • 需要校準的壓力錶
連接所有部件後，透過操作壓力幫浦緩慢加壓，如被校準的壓力錶是精準的，則校正用標準錶及需要校準的壓力錶將顯示相同數值。
以下列出BS EN 837-1 英國標準局建議進行各精度等級的壓力儀錶校正時，所建議測試點的數量：
 
左右滑動看表格
 
各精度等級壓力儀錶校正的建議測試點
精度
（± % F.S.）
建議測試點
±0.1%
10
±0.25%
10
±0.5%
10
±1.0%
5
±1.6%
5
±4.0%
3
*每個測試點都應進行上升和下降測試壓力
*最大量程須包含在測試點內

例如：
需要校準的壓力錶規格如下：
  • 量程：0 … 100 bar
  • 精度：±1.0% F.S.
  • 精度等級：A
則應分別在
  1. 0 bar（*無擋針柱時，必須要測試0點）
  2. 20 bar
  3. 40 bar
  4. 60 bar
  5. 80 bar
  6. 100 bar
等五個測試點，進行壓力測試及比較。

如果校準後壓力表的精度仍劣於儀錶製造商最初保證的精度，則應與儀錶廠商溝通或直接更換。
（ 延伸閱讀：BSI 英國標準協會（英國標準局） )
（ 延伸閱讀：ASME 美國機械工程師學會 )

 
SJ®技術研究部謹製

 

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