標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力表的誤差來(lái)源及修正方法
活塞式壓力計(jì)是根據(jù)帕斯卡定律，以流體靜力學(xué)原理 進(jìn)行壓力測(cè)量的。它是利用流體壓力作用在活塞有效面積 上所形成的力與施加在活塞上端的已知作用力（專用砝 碼、活塞及其連接零件所產(chǎn)生的重力）相平衡的原理進(jìn)行 測(cè)量的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器。影響活塞壓力計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確性的因素很 多。現(xiàn)對(duì)主要影響因素及修正方法進(jìn)行分析。
1.活塞有效面積不準(zhǔn)引起的測(cè)量誤差
主要是指確定活塞有效面積的不確定度及有效面積 的變化引起的壓力測(cè)量誤差，可以通過(guò)檢定活塞有效面積 與調(diào)整專用砝碼的質(zhì)量來(lái)減小測(cè)量誤差。活塞有效面積的 允許誤差如下表：
為便于分析、說(shuō)明。以二等活塞式壓力計(jì),準(zhǔn)確度等級(jí) 為二等,面積標(biāo)稱值為1 cm2來(lái)進(jìn)行分析,說(shuō)明。
從上面表里的數(shù)據(jù)可知，該活塞有效面積的最大允許 誤差為厶S= ?x0. 02% = ?.0002 cm2。測(cè)量時(shí)引起的
最大允許誤差值為奶- se±o6oo62 ) MPa。
2.活塞專用砝碼質(zhì)量不準(zhǔn)引起的誤差
是指標(biāo)準(zhǔn)砝碼實(shí)際值偏離理論值和砝碼質(zhì)量變化所 引起的測(cè)量誤差。專用砝碼質(zhì)量允許誤差如下表：
為便于分析、說(shuō)明。以二等活塞式壓力計(jì),精度等級(jí)為0.05級(jí)的砝碼來(lái)進(jìn)行分析，說(shuō)明。從上面表里的數(shù)據(jù)可知
專用磚碼的最大允許誤差為Am = mg X ( ± 0. 02% ) = ±
0. 0020mg,測(cè)量時(shí)引起的最大允許誤差值為
Ap 7 m8 m ± Amg 、 A mg XJlP APm=(T5 iS-6—)= ±-5e^MPa°
3溫度偏離參比溫度引起的誤差
是指活塞隨溫度的變化而引起有效面積的改變而產(chǎn) 生的誤差。當(dāng)活塞在規(guī)定的環(huán)境溫度下工作時(shí)，它對(duì)測(cè)量 結(jié)果的影響較小，可以忽略不計(jì)，但當(dāng)它的環(huán)境溫度超過(guò) 規(guī)定的參比溫度時(shí)，它將對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來(lái)較大的誤差，此 時(shí)不能忽略溫度變化的影響，必須對(duì)溫度變化進(jìn)行修正。 以減小溫度變化帶來(lái)的誤差。修正公式為API = Pt(a, + a2) (20-t)。
式中APt棗溫度變化時(shí)的壓力修正值。
Pt棗壓力計(jì)示值。
a,,a2活塞桿,活塞筒的膨脹系數(shù)，（$ -1)。 與材料有關(guān)。
T?環(huán)境溫度1。
4活塞彈性形變引起的誤差
是指當(dāng)壓力作用于活塞上時(shí)引起活塞的變形，使得活 塞有效面積產(chǎn)生變化而引起的誤差。可以通過(guò)修正來(lái)減小 誤差。通常通過(guò)修正壓力計(jì)配套專用砝碼的質(zhì)量來(lái)進(jìn)行修 正。修正公式如下：
m = mi + (1 + 2pPi)kg 式+ ：m一修正后的專用破碼的質(zhì)量，（kg)。
in丨一由測(cè)壓公式P=，十算出的專用砝碼的 質(zhì)量,(kg)。
P—壓力計(jì)變形系數(shù),(MPa-1)。與材料有關(guān)(一 般取 2. 73xl0-6/ MPa)
Pi一1/2測(cè)量上限壓力值，（MPa)。
一般小量程壓力計(jì)無(wú)須進(jìn)行此項(xiàng)修正。只對(duì)大量程壓 力計(jì)如:25 MPa、60 MPa及以上壓力計(jì)進(jìn)行修正。
5.空氣浮力彩響引入的誤差
指空氣對(duì)專用砝碼所產(chǎn)生的浮力，使專用砝碼的質(zhì)量 減小，從而造成測(cè)量誤差。可以通過(guò)浮力的修正來(lái)減小誤 差。通常采用修正專用砝碼來(lái)進(jìn)行修正。公式如下：m = mi x (pa/pm + 1)。
式中:m -通過(guò)浮力修正后專用砝碼質(zhì)量(kg)。
m,-采用公式P =導(dǎo)計(jì)算出的專用砝碼質(zhì)量
Pa-空氣密度(kg/m3 )。Pa = 1. 2 kg/m3。
Pm-專用砝碼的密度（kg/m3 )。鋼PmdJxlO3 kg/m3。招 Pm = 2. 7 x 103 kg/m3。
6.重力加速度彩響帶來(lái)的誤差
指使用地點(diǎn)的重力加速度與設(shè)計(jì)、制造、檢定時(shí)所取 的重力加速度不同而造成的誤差。若使用地點(diǎn)的重力加速 度與制造、檢定時(shí)所取的重力加速度不同，會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果 造成較大誤差。可通過(guò)公式么?8 = ?(8/8?-1)進(jìn)行修正。 式中:么?6~重力加速度不同時(shí)引入的壓力修正值， (MPa)。
P—壓力計(jì)示值。
go—設(shè)計(jì)、制造、檢定地點(diǎn)所取的重力加速度，
(m/s2)。
G~使用地點(diǎn)的重力加速度，(m/s2)。
通常情況下檢定單位在計(jì)算專用砝碼的質(zhì)量時(shí)采取 取用使用地點(diǎn)的重力加速度進(jìn)行計(jì)算來(lái)消除該項(xiàng)誤差。
7.液柱高度差引入的誤差
指測(cè)壓點(diǎn)與活塞下端面不在同一水平面時(shí)引人的誤 差。可以通過(guò)液柱修正來(lái)減小誤差。修正公式為：
APh = pgAh x 10'6 式中:APh -液柱髙度差的修正值(MPa)。 p-液體密度(kg/m3 )。
G-使用地點(diǎn)的重力家速度(m/s2)。
Ah-液柱髙度差(m)。
為了方便、省時(shí)、避免重復(fù)計(jì)算，可以采用以下2種方 法進(jìn)行修正。
7. 1增加輔助接頭,使測(cè)壓點(diǎn)與活塞下端面在同一水平面。
7. 2用公式Am =APhs,/g計(jì)算出Am,只要在活塞底盤上增加一微小質(zhì)量Am,也可修正液柱髙度差帶來(lái)的引響。
式中：Am——須在底盤上增加的小質(zhì)量(kg)。
APh?液柱髙度差的修正值(MPa)。
Se?活塞有效面積(m2)。 g~使用地點(diǎn)的重力家速度(m/s2)。
8.活塞承重盤與活塞桿不垂直引起起的誤差
是指活塞桿與活塞承重盤不垂直使加在承重盤上的 專用砝碼對(duì)活塞的有效作用力變小而引起的誤差。可以通 過(guò)公式AP= -P(l-cosa)進(jìn)行修正。
式中:AP -不垂直修正值(MPa)。
P-壓力計(jì)示值(MPa)。 a-不垂直度，即傾角。
也可通過(guò)調(diào)整水平來(lái)減小誤差。對(duì)于二、三等活塞式 壓力計(jì)，規(guī)程要求a<5'時(shí)，產(chǎn)生的誤差較小，可忽略不計(jì)， 當(dāng)8> 5'時(shí)必須修正。使用時(shí)應(yīng)盡量調(diào)整水平調(diào)整裝置,使 活塞承重盤與活塞桿處于垂直狀態(tài)。以減少活塞的磨損。
9.結(jié)束語(yǔ)
活塞式壓力計(jì)是髙精度壓力測(cè)量?jī)x器，是檢定、校準(zhǔn) 壓力表、數(shù)字壓力計(jì)、壓力開關(guān)、壓力傳感器等的標(biāo)準(zhǔn)儀 器，使用時(shí)必須滿足規(guī)程規(guī)定的參比條件，否則應(yīng)對(duì)引入 的誤差進(jìn)行修正。此外必須注意壓力計(jì)使用地點(diǎn)的重力加 速度是否與檢定時(shí)所取的重力加速度一致。如果不一致, 必須進(jìn)行修正。如果活塞下端面與測(cè)壓點(diǎn)不在同一水平 面,且APh大于壓力計(jì)允許誤差的1/5時(shí)必須進(jìn)行:夜柱髙 度差的修正。活塞式壓力計(jì)應(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)，當(dāng)發(fā)現(xiàn) 工作介質(zhì)較臟時(shí)應(yīng)及時(shí)更換。每隔半年應(yīng)進(jìn)行一次轉(zhuǎn)動(dòng)延 續(xù)時(shí)間，下降速度等的性能試驗(yàn)，如果不能滿足規(guī)程要求, 應(yīng)及時(shí)送檢。嚴(yán)禁壓力計(jì)超檢定周期使用。
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