计量基础问答压力流量转速.docx
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计量基础问答压力流量转速
第一章计量基础知识
1.计量法规与法定计量单位
1.什么是计量器具，什么是计量标准，什么是社会公用标准？
答：
凡能用以直接或间接测出被测对象值的装置、仪器仪表、量具和用于统一量值的标准物质，包括计量基准、计量标准、工作计量器具统称为计量器具。
计量标准是按国家规定的准确度等级，作为检定依据用的计量器具或物质。
社会公用计量标准是指经过政府计量行政部门考核、批准，作为统一本地区量值的依据，在社会上实施计量监督，具有公证作用的计量标准。
3.什么是计量装置，什么是量值传递？
答：
计量装置是为确定被测量值所必需的计量器具和辅助设备的总体。
量值传递是通过检定，将国家基准所复现的计量单位量值通过标准逐级传递到工作计量器具，以保证对被测量的准确和一致。
5.什么是计量认证，什么是计量检定机构？
答：
计量认证政府部门对有关技术机构计量检定、测试能力和可靠性进行考核和证明。
计量检定机构是承担计量检定工作的有关技术机构。
7.由电力部门自行强制检定的电测、热工专业工作计量器具有哪几项？
答：
流量计；压力表；测振仪；火焰光度计；热量计；电能表；测量互感器；接地电阻、绝缘电阻测量仪。
9.简述计量标准考核的内容和要求。
答：
（1）计量标准设备配套齐全，技术状况良好，并经主持考核的有关人民政府计量行政部门指定的计量检定机构检定合格。
（2）具有计量标准正常工作所需的温、湿度、防尘、防震、防腐蚀、抗干扰等环境条件和工作场所。
（3）计量检定人员应取得所从事的检定项目的计量检定员证。
（4）具有完善的管理制度，包括计量标准的保存、维护、使用制度、周检制度和技术规范。
11.计量检定人员应具备哪些业务条件、
答：
（1）具有中专（高中）或相当于中专（高中）以上文化程度。
（2）熟悉计量法律、法规。
（3）能熟练地掌握所从事检定项目的操作技能。
13.什么是法定计量单位，我国法定计量单位的构成原则是什么？
答：
由国家以法令形式明确规定要在全国采用的计量单位称为法定计量单位。
我国法定计量单位是由国际单位和国家选定的其他计量单位构成的。
15.法定计量单位中，国际单位制的辅助单位有哪几个，写出它们的名称和符号。
答：
国际单位制的辅助有2个，它们是平面度——弧度——rad；——立体角——球面度——sr。
它们也属于导出单位
17.国际单位制由哪些部分构成？
答：
国际单位制单位由SI单位（包括SI基本单位和SI导出单位）、SI词头和SI单位的十进倍数和分数单位所构成。
19.组合单位的中文名称的书写原则是什么？
并举例说明。
答：
组合单位的中文名称书写原则是：
（1）名称与其符号表示的顺序一致，符号中的乘号没有对应名称，除号的对应名称为“每”，无论分母中有几个单位，“每”字只出现一次。
如J／（kg·K）的单位名称“焦耳每千克开尔文”。
（2）乘方形式的单位名称，顺序是指数名称在前，单位名称在后，相应的指数名称由数字加“次方”，如断面惯性矩的单位ｍ4的名称“四次方米”。
（3）长度单位除表示面积和体积，可用“平方”、“立方”外，其余都用“次方”表示。
如体积单位dm3的很多种是“立方分米”，断面系数的单位m3的名称是“三次方米”。
（4）书定单位名称时不加任何乘或除的符号或其他符号。
如电阻率Ω·m的名称为“欧姆米”。
21.单位符号字母书写体的原则是什么？
答：
单位符号字母一般用小写体，若单位名称来源人名，则符号第一个字母用大写体。
无论大、小写体，拉丁字母或希腊字母一律都用正体字，不附有省略号，并且无复数形式。
23.由两个以上单位相除所构成的组合单位的符号形式是什么，其中文符号形式是什么，举例说明。
答：
由两个以上单位相除所构成的组合单位的符号可用下列三种形式；kg／m3；kg·m－3；kgm－3。
当可能发生误解时应尽量用居中圆点或斜线的形式。
当分母中包含两个以上单位符号时，整个分母一般应加圆括号，如热导率单位的符号是W／（k·m）。
其中文符号可采用二种形式：
千克／米3；千克·米－3。
25.通过相乘或相除构成的组合单位在加词头时应如何书写，举例说明。
答：
通过相乘或相除构成的组合单位在加词头时，词头一般应加在分子中的第一个单位之前，分母中一般不加词头，但质量的SI单位kg不作回头的单位对待。
如摩尔内能单位可写成kj／mol，而不宜写成J／mmol。
而比能单位可写成J／kg.
当组合单位分母是长度、面积和体积单位时，按习惯与方便，分母中可选用词头构成倍数或分数单位。
如密度的单位可写成g／cm3.
一般不在组合单位的分子分母中同时采用词头，但质量单位kg不作词头对待。
如电场强度不宜用kV／mm，而且MV／m。
而质量摩尔浓度可以用mmol／kg。
27.一般在什么情况下使用单位与词头的名称，在什么场合下使用单位与词头的符号。
答：
单位与词头的名称，一般只宜在传述性文字中使用。
单位与词头的符号，在公式、数据表、曲线图、刻度盘和产品铭牌等需要简单明了表示的地方使用，也可用传述性文字中。
应优先采用符号。
29.什么是部门最高计量标准？
答：
是指国务院各主管部门，根据本部门的专业特点或生产上使用的特殊情况建立的，在部门内开展计量检定，作为统一部门量值的依据的各项计量标准。
31.什么是计量检定规程？
答：
计量检定规程是指对计量器具的计量性能、检定项目、检定条件、检定方法、检定周期和检定数据等所作的技术规定。
（1）测量误差与数据处理
1.简述产生测量误差的原因。
答：
造成测量误差的原因有：
（1）测量方法引起的误差；
（2）测量工具、仪器引起的误差；（3）环境条件变化所引起的误差；（4）测量人员水平与观察能力引起的误差；（5）被测对象本身变化所引起的误差。
3.绝对误差、相对误差、误差的含义是什么。
答：
绝对误差是测量结果和被测量真值之间的差值，绝对误差＝测量结果一－被测量真值。
相对误差是测量的绝对误差与被测量真值之比。
极限误差也称极端误差，表示测量结果的误差不越过该极限误差的概率为p,而（1－p）可忽略。
在误差为正态分成和测量次数足够多时，测量列单次测量的极限误差由±t×σ所确定（t为系数、σ为单次测量标准差），测量列算术平均值的极限的极限误差由±t×σ，所确定（σ为算术平均值标准差）。
常用±3σ的概率P＝99.73%，当测量次数少时，t值按“学生氏”分布计算。
5.什么是测量误差，什么是量的真值。
答：
测量误差是指测量结果减去被测量真值。
可以用绝对误差表示，也可用误差表示。
量的真值是表示一个量在被测量时所具有的真实大小。
这是一个最理想概念，实际测量中，常用被测量的实际值或已修正过的算术平均值代替。
7.什么是基本误差，什么是附加误差，什么是修正值，什么是误差的绝对值。
答：
基本误差是在规定的正常工作条件下所具有的误差。
也称固有误差。
附加误差是指走出正常工作条件所增加的误差。
修正值是为消除系统误差用代数法加到测量结果上的值，修正值等于符号相反的绝对误差。
误差的绝对值是不考虑正负号的误差值。
9.什么是测量列中单次测量的标准偏差，什么是测量列算述平均值的标准偏差。
答：
测量列中单次测量的标准偏差也称均方根误差是表征同一量的ｎ次测量结果的分散性参数，用下列计算
，式中
－测量列中单次测量的标准偏差；n－为，测量次数；di－测得值与被测量真值之差。
在有限次测量中，用残差υi代替di，则实验标准偏差工S＝
，
测量列算术平均值的标准偏差σ，表征同一被测量值的独立测量列中算术平均值分散性参数。
。
算术平均值的实验标准偏差
。
11.如何评定随机误差。
答：
随机误差服从统计规律，利用概率论的知识可以确定随机误差的范围，评定随机误差的大小。
当测量次数足够多时，取算术平均值为测量结果，用标准偏差评定随机误差的大小。
13.什么是微小误差准则，它与检定误差有何联系。
答：
在测量过程中存在着各种局部误差，在各项局部误差中有可能忽略掉较小的误差项，而又不影响总的误差值，略去这种误差的根据就是微小误差准则，被略去的小误差叫微小误差。
当微小误差为总误差的31%时，略去微小误差后对总误差只影响5%，根据微小误差准则，为了使检验误差不影响检验仪器的准确度，通常要求检验误差小于被检仪器允许误差的1／3。
15.未定系统误差如何进行综合，举例说明。
答：
未定系统误差只知道误差范围，不知具体大小、方向，可采用下列二种综合误差计算：
（1）算术综合法。
当局部误差项数较少时采用算术综合法，总误差为局部误差绝对值之和。
例如三个砝码组成125kg，已知100kg砝码的允差为±
例如由八个砝码组成88.7kg。
已知50kg砝码的允差为±0.5kg.，20kg砝码的允差为±0.2kg，10kg砝码的允差为±0.1kg，5kg砝码的允差为±0.05kg，2kg砝码的允差为±0.02kg，1kg砝码的允差为±0.01kg，0.5kg砝码的允差为±0.01kg，0.2kg砝码的允差为±0.005kg，则总误差＝±
＝±0.55kg
17.什么是有效数字，有效数字的运算规则是什么。
答：
一个数的最大修约误差不越过其末位数字的正负半个单位，则该数的左边的第一个非零数字起至右边最末一位数字，均为有效数字。
有效数字运算规则规定加减法运算中保留各数共有的小数位数。
计算结果的小数位只取到各数小数位最少的位数。
例如28.5＋3.74＋0.135＝32.375
小数位最少的是28.5，所以，修约后取一位小数，即32.4。
对于乘除法的运算规则，计算结果后修约到各数中有效倍数最少的位数。
例如0.15×111×1007＝16766.55
最少有效位数为二位，所以，修约后取二次有效数，即1.7×104。
19.按有效数字运算规则计算下列结果
（1）0.24＋6.708＋109＝
（2）2506×0.044÷0.0125＝
答：
（1）0.24＋6.708＋109＝115.948，三个数中小数位最少的是109，故运算结果取116.
（2）2506×0.044÷0.0125＝＝8821.12，三个数中，有效位数最少的为二位，故运算结果取8.8×103。
21.同一条件下12次测量转速值为2997、2996、2995、2966、2997、2996、2997、3012、2994、2995、2996、2997r/min，求测量值和标准差（如有环值，应予以剔除）。
答：
平均值X＝
（2997＋2996＋2995＋2966＋2997＋2996＋2997＋3012＋2994＋2995＋2996＋2997）＝2997.3
S＝
，按三倍标准差计算3×4.176≈14.15，十二个数据中残差不最大值为3012－2997.3＝14.7，故3012作为环值应以剔除，剔除后的平均值X＝2996，S＝1.0。
23.以毫安输出的0.2级变送器，配0.1级标准电阻，用0.05级电位差计测量。
求该测量系统的综合误差。
答：
由于局部误差项数较少，可按绝对值法计算综合误差。
已知变送器允许误差
；标准电阻允许差误差
；电位差计允许
；综合误差
。
25.修约间隔为50，对下列数字进行修约，3725；13675；3127；325.1；495.3；1075；425；3521；625.1；1565。
解117.28→117.2；1053.31→105.4；16.24→16.2；35.65→35.6；46.70→46.8；100.25→100.2；32.50→32.4；27.35→27.4；41.30→41.2；17.90→18.0
29.有二块毫安表，一块量程为（0～30）mA，准确度0.2级，一块量程为（0～150）mA，准确度0.1级，现欲测量25mA电流，测量误差不0.5大于%，应选用哪一块毫安表，并说明理由。
解：
量程为（0～30）mA、0.2级毫安表的允许误差为Δ1=30×0.2%=0.06mA。
量程为（0～150）mA、0.1级毫安表的允许误差为Δ2=150×0.1%=0.15mA。
而测量25mA的允许误差应小于Δ=25×0.5%=0.125mA，所以应选用30mA、0.2级毫安表
第二章压力
三、问答题
1.什么叫压力？
什么是大气压力、绝对压力、表压力、负压力（疏空压力）？
答：
垂直且均匀地作用于单位面积上的力叫压力。
其基本公式为：
P=
，式中：
P—作用的压力（Pa）；F—作用力（N）；S—作用面积（m2）。
大气压力—地球表面大气自重所产生的压力，又称气压。
绝对压力—以完全真空作零标准（参考压力）表示的压力。
表压力—以大气压力作零标准9参考压力）表示的压力。
当绝对压力大于大气压力时，它等于绝对压力与大气压力之差。
负压力—绝对压力低于大气压力时的表压力，它等于大气压力与绝对压力之差，又称疏空压力。
3.写出液体静力平衡议程式并说明其物理意义。
答：
液体静力平衡方程式为P=
，式中：
P—距液体自由表面为
处的静压力（Pa）；
—大气压力（Pa）；
—液体的密度（
）；
—液体内距自由表面的深度（
）。
该方程式说明液体的静压力随距自由表面深度的增加而增大，在同一水平面上各点的静压力均相等，即等压面为水平面。
5.简述弹簧式压力表的工作原理，由哪些零部件组成？
简述传动机构中各零部件的作用。
答：
弹簧式压力表的工作原理是：
弹簧管在压力的作用下，其自由端产生位移，并通过拉杆带动放大传动机构，使指针偏转并在刻度盘上指示出被测压力值。
弹簧管式压力表主要由带有螺纹接头的支持器、弹簧管、拉杆、调节螺钉、扇形齿轮、小齿轮、游丝、指针、上下夹板、表盘、表壳、罩壳等组成。
传动机构中的各零部件的作用：
拉杆—将弹簧自由端的位移传给扇形齿轮；
扇形齿轮—将线位移换成角位移，并传给小齿轮；
小齿轮—带动用轴的指针转动，在刻度盘上指示出被测压力值；
游丝—使扇形齿轮和小齿轮保持单向齿廓接触，消除两齿轮接触间隙，以减小来回差；调速螺钉—改变调速螺钉的位置，用以改变扇形齿轮短臂的长度，达到改变传动比的目的；上下夹板—将上述部件固定在一起，组成一套传动机构。
传动机构又称为机芯是压力表的心脏，它的作用是将弹簧管自由端的位移加以放大，达到易于观察计数的目的。
7.什么是弹性元件的残余变形、对压力的测量有何影响？
答：
残余变形有三种情况：
第一、弹性元件在压力作用下产生变形，当压力除去后，弹性元件不能恢复到原来的形状，这种变形叫塑性变形。
第二、弹性元件在交变压力的作用下产生应力而疲劳，造成弹性元件的损坏，压力除去后，不能恢复到原来的形状，这种变形叫疲劳变形。
第三，弹性元件长期承受压力的作用，也是产生疲劳，压力除去后，弹性元件不能恢复到原来的形状，这种变形叫弹性元件的蠕变。
上述这三种变形总称为弹性元件的残余变形，这种变形对于弹性式压力计来说是不允许存在的。
因为弹性元件的残余变形必将导致压力仪表测量误差的加大或仪表的损坏。
9.如何利用XW系列电子电位差计来作为测量压力的二次仪表。
答：
电子电位差是一种电位（电压）自动测量仪器，而压力变送器的输出信号为电流信号，为此使变送器的输出电流，通过电阻产生电压降，作为电子电位差计的输入信号。
为了保证测量的准确性，在测量电路中所加的电阻为一精密电阻，其阻值要求很，温度系数要低。
一般其阻值为10Ω，当其通过（0—100）mA直流电流时，在其两端即转换成（0—100）mA直流电压，这样便可用电子电位差作为测量压力的二次仪表了。
11.试述弹簧管式一般压力表的示值检定项目、对标准器的要求及对检定时的环境温度和工作介质的规定。
答：
弹簧管式一般压力表的示值检定项目有：
（1）零位示值误差；
（2）示值基本误差；（3）回程误差；（4）轻敲表壳后，其指针示值变动量；（5）耐压检定。
检定时，标准器的综合误差应不大于被检压力表基本误差绝对值的1╱3。
检定时环境温度应为（20±5）℃。
对测量上限值不0.25Mpa的压力表，工作介质须为空气或其他无毒、无害、化学性能稳定的气体；地测量上限值大于0.25Mpa的压力表，工作介质应为液体。
13.简述弹簧管式一般压力表测压时，量程和准确度等级选取的一般原则。
答：
弹簧管式一般压力表，通常是用在现场长期测量工艺过程介质的压力。
因此，选择压力表时既要满足测量的准确度要求，又要安全可靠、经济耐用。
当被测压力接近压力表的测量上限时，虽然测量误差小，但仪表长期处于测量上限压力下工作，将会缩短使用寿命，当被测压力在压力表测量上限值的1／3以下时，虽然压力表有足够的测量准确性，但测量误差较大。
为了兼顾压力表的使用寿命和具有足够的测量准确性，通常在测量较稳定的压力时，被测压力值应处于压力表测量上限值的2／3处。
测量脉动压力时，被测压力值应处于压力表测量上限值的1／2处。
一般情况下被测压力值不应小于压力表测量上限值的1／3处。
至于压力表的准确度等级，只要能满足工艺过程对测量的要求即可，不必选用过高的准确度等级。
15.简述DBY型压力变送器的工作原理。
答：
DBY型压力变送器是根据力平衡原理工作的，因此又叫力平衡变送器。
按机械结构的不同有双杠杆机构变送器和矢量机构变送器两种。
力平衡变送器主要由测量部分、杠杆系统或杠杆矢量系统、位移检测放大器和电磁反馈机械所组成。
测量部分将被测压力转换成弹性元件的集中力作用于杠杆系统，通过传动使用使位移检测片产生位移，位移检测放大器将检测片的位移转换成（0—10）mA的直流电流输出。
该电流通过电磁反馈机构，形成电磁反馈力并作用于副杠杆上形成反馈力矩。
在副杠杆上当反馈力矩与弹性元件的集中力的作用力矩相等时，则测量杠杆系统处于平衡状态，此时变送器的输出电流即与被测压力成正比。
17.弹簧管式压力表为什么要在测量上限处进行耐压检定？
答：
弹簧管式压力表的准确度等级，主要取决于弹簧管的灵敏度、弹性后效、弹性滞后和残余变形的大小。
而这些弹性元件的主要特性，除灵敏度以外，其它的只有在其极限工作压力下工作一段时间，才能最充分地显示出来。
同时，亦可借此检验弹簧管的渗漏情况。
根据国家计量检定规程的规定，对弹簧管式精密压力表在进行示值检定时，当示值达到测量上限后，耐压3分钟，对弹簧管式一般压力表在进行示值检定时，当示值达到测量上限后，耐压3分钟；弹簧管重新焊接过的压力表应在测量上限处耐压10分钟。
19.检定活塞式压力计活塞有效面积的原理是什么？
试用公式说明之。
答：
检定活塞式压力计活塞有效面积是根据流体静力学的平衡原理。
检定时，把被检活塞式压力计的活塞和标准活塞安装在同一校验器上，加压后，在两活塞上加放砝码，使其保持平衡。
根据已知标准活塞的有效面积和所加放砝码的重量，即可计算出被检活塞式压力计活塞的有效面积，即
=
，则
；
；
；因此
；
；式中S1—被检活塞式压力计活塞的有效（
）；S2—标准活塞的有效面积（
）；
、
—在起始平衡后，分别加放在被检活塞式压力计活塞上的专用砝码和小砝码的质量（kg）；
、
—在起始平衡后，分别加放在标准活塞上的专用砝码和小砝码的质量（kg）。
21.写出活塞式压力计活塞下降速度的计算公式，并用公式说明为什么在测定活动下降速度时，规程中对工作介质粘度、负荷压力、工作位置要作统一规定？
答：
活塞式压力计活塞下降速度的计算公式为：
；式中—活塞下降速度（
）；P—负荷压力（
）；
—活塞杆与活塞筒之间的间隙（
）；
—工作介质粘度（
）；
—活塞杆在活塞筒内的长度（
）；；ｂ—活塞杆的半径（
）。
从公式中可以看出，活塞下降速度与负荷压力成正比；与工作介质粘度和活塞杆在活塞内的长度成反比。
这三个变量如果在规程不作统一规定中，势必出现同一个活塞杆和活塞筒所测得的活塞下降速度不一致。
因此，在规程中对这一个量作了统一规定，使所测得的活塞下降速度才是在规定条件下的、可以相互比较数值。
23.简述活塞式压力计活塞转动延续时间的测定方法。
答：
活塞转动延续时间测定之前，将活塞承重盘调成水平，并排队压力计内腔中的空气，按测量上限值的1／2造压，并使活塞处于工作位置，然后以10秒的转数为（20±1）转的初始角速度使活塞按顺时针方向转动，自开始转动至完全停止的时间间隔为活塞转动延续时间。
在测量过程中，活塞应保持在被始工作位置。
延续时间的测定，须做2～3次，其中必须有两次符合规程的规定，否则按不合格处理。
25.为什么当选用二等标准活塞式压力计检定上限值不大于0.6Mpa的精密压力表时，当活塞的下端面与精密表指针轴不在同一水面上应进行液柱调度的修正？
答：
当选用二等标准活塞式压力计检定上限值不大于0.6Mpa的精密压力表时，当活塞的下端面与精密表指针轴不在同一水面上时，由于液柱的调度差而产生一个静压值，使得活塞下端面与指针轴调度处的压力值不，即使被检精密表产生一附加误差而影响其准确性。
当精密表的上限值大于0.6Mpa时，一般情况下，由于两者调度差所形成的液柱静压值，对检定结果的影响可视为微小误差，可以忽略不计。
但当精密表的上限值不大于0.6Mpa时，由于调度差所形成的液柱静压值，常常越过微小误差的范围，应予以修正。
27.如何调速弹簧管式压力的线性误差？
答：
当弹簧管式压力表的示值误差随着压力成比例地增加时，这种误差叫线性误差。
产生线性误差的原因主要是传动比发生了变化，只要移动调整螺钉的位置，改变传动比，就可将误差调整到允许的范围内。
当被检表的误差为正值，并随压力的增加而逐渐增大时，将调整螺钉向右移，降低传动比。
当被检表的误差为负值，并随压力的增加而逐渐增大时，应将调整螺钉向左移，增大传动比。
29.试以图表示全国电力系统的压力计量器其检定系统。
（了解题）
答：
检定系统是国家计量检定系统表的简称，它是国家对计量基准到各等级的计量标准直至工作计量器具的检定主从关系所作的技术规定。
量值传递是通过对计量器具的检定或校准，将国家基准所复现的计量单位量值通过各等计量标准传递到工作计量器具，以保证对被测对象量值的准确和致。
目前我国的压力计量检定系统涉及到电力系统的如图所示。
31.检定一只测量范围为（0—10）Mpa，准确度为1.5级的弹簧管式压力表，所用的精密压力表的量程和准确度等级应为多少？
解：
检定一般压力表，作为标准器的精密压力表的允许误差的绝对值应不大于被检表允许误差绝对值的1/3，其测量上限值一般应比被检表的测量上限值1/3为好。
为此：
精密表的测量上限应为10×（1＋
）＝13.3Mpa，
根据弹簧管式精密压力表的产品系列，可选用0—16Mpa的精密压力表，
被检表允许基本误差的绝对值为：
10×
＝0.15Mpa；
则精密表允许基本误差的绝对值应不大于0.05Mpa。
设精密表的准确度级别为α，则α应为：
α≤
＝0.3125，所以可选用0.5级精密压力表。
但应注意检定时的环境温度须满足规程要求。
33.有一台二等标准活塞式压力计出厂时专用砝码和活塞及其连接零件的质量是按标准策略加速度配重的，使用地点的重力加速度为9.80480米∕秒2，测压时压力的示值为5Mpa，试计算其由于重力加速度引起的误差。
答：
活塞式压力计由于重力加速度可引起的误差为：
35.在给水管道上方15ｍ处装有一只弹簧管式给水压力表，压力表的指示值为1Mpa，试求给水的压力是多少？
答：
由15米水柱所产生的液柱压力为：
，所以给水管道中的实际给水压力为：
P＝1＋1.015＝1.15Mpa。
37.检定一台测量范围为（0—10）Mpa，准确度为0.5级的压力变送器，试确定检定时所采用的压力标准器及其准确度等级、量程。
答：
当选用等量程的标准器时，标准器的准确度等级应为：
ａ≤被检表的准确度等级/3≤0.5/3＝0.17（级）目前弹簧管式精密压力表最高等级为0.25级，所以只有选用基本误差为±0.05%的二等标准活塞式压力计作为标准器。
由于二等标准活塞式压力计的基本误差为：
当压力值在测量上限的
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