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活塞式壓力計的探討及檢定規程 |
作者：admin 來源：本站 發表時間：2012-01-05 09:13:54 點擊：2520 |
我國各生產廠家生產的壓力計專用砝碼，其質量一般是按標準重力加速度（9.80665m/s2）計算后制作的。但是各地的重力加速度都不同，同一臺壓力計的一組專用砝碼，在不同地區使用時， 所得到的壓力值也不相同，甚至會嚴重影響壓力計的準確度。
［關鍵詞］壓力計活塞式探討
二等活塞式壓力計是由專用砝碼直接作用在活塞上的活塞式壓力計，在計量檢定單位作為二等標準檢定精密壓力表使用。新購置的活塞式壓力計在使用之前都要經檢定合格，但是在使用中有時還會存在示值不準確、重復性超差等問題。這是因為活塞式壓力計受到重力加速度影響、空氣浮力影響、溫度影響和活塞有效面積隨壓力改變的誤差修正等幾個方面的影響。在實驗室條件下，空氣浮力影響、溫度影響可以忽略不計，對于重力加速度的影響、活塞有效面積隨壓力改變的誤差修正則是必須考慮的。
一、 重力加速度影響的修正
我國各生產廠家生產的壓力計專用砝碼，其質量一般是按標準重力加速度（9.80665m/s2）計算后制作的。我國幅員遼闊，各地的重力加速度都不同，同一臺壓力計的一組專用砝碼，在不同地區使用時， 所得到的壓力值也不相同，甚至會嚴重影響壓力計的準確度。如在上海新購置一臺壓力計，其專用砝碼的質量是按標準重力加速度計算后制作的，若不作重力加速度修正而在山東使用，將引起±0.157%的誤差。因此，新購置的壓力計必須進行重力加速度的修正。
重力加速度與所在地的海拔高度、地理緯度有關，可用式（1）計算。
gφ=9.80665×(1-0.00265cos2φ)1+2HR
式中:gφ——壓力計使用地點重力加速度（m/s2）
R——地球半徑，R=6371×103計算
H——測量地點的海拔高度（m）
φ—— 壓力計使用地點的地理緯度
若按gA修正的壓力計砝碼移至B地（重力加速度為gB）,使用時，兩地測得的壓力值有如下關系：
PA=PBgAgB
這就是說，用同一組專用砝碼在A地測得的壓力值PA是在B地測得的壓力值PB的gA/gB倍。壓力計在兩地測得的壓力比等于兩地的重力加速度之比。
二、活塞有效面積隨壓力改變的修正值
活塞有效面積隨壓力的總改變量方程為：△A=AβP0
對于測量上限為6Mpa以下的活塞壓力計， 因被測量力較小，活塞有效面積的改變也小，壓力計的準確度已經包含這項誤差，可不修正。而對于量限為25Mpa以上的壓力計，此項誤差必須進行修正。
測量上限為25Mpa的壓力計，活塞的變形量為：
△A=A（2.75×10-6×25）= 0.000069A
其相對誤差為：
δA=△A/A=±0.007%
式中：A——活塞的有效面積標稱值0.2cm2
測量上限為250MPa的壓力計活塞變形量為：
△A=A(2.75×10-6×250)=0.00069A
其相對誤差為：
δA=△A/A=±0.069%
式中：A——活塞有效面積標稱值0.05 cm2
根據GB6863—1986《活塞壓力計》國家標準規定：測量上限為（25-60）MPa的壓力計，由于活塞受壓變形需對砝碼質量進行修正，其計算公式為：
m1=ρA1g1+ρbρc(1+βρj)
式中：ρj—測量上限的一半。這個計算式不要求砝碼按編號順序使用，給檢定帶來方便。
測量上限為250Mpa壓力計，有于活塞受壓變形對砝碼質量進行修正，其計算式為：
m1=ρA1g1+ρbρc(1+βρj)(1+2βpn)
式中：p——10Mpa，
g——壓力計使用地點的重力加速度m/s2
n——砝碼順序號的數值。
起始壓力計按不變形壓力計砝碼質量計算式計算，使用時按砝碼順序號使用。
綜合以上的討論，活塞壓力計示值受重力加速、空氣浮力、溫度和活塞受壓力變形等影響的修正量可以分別修正，也可以按照下式進行總的修正：
P=(m0+m1+m2+……)1-ρbρcgA01+(α1+α2)(t-20)·β·p0·9·9.90665
式中：P0——在20℃時活塞不變形情況下的壓力值（MPa）,且
p0= m0+m1+m2……A01-ρbρcg9.90665
式中：A0—在20℃時，不變形的活塞有效面積（m2），其余符號意義同前。活塞式壓力計西儀中威 |
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