*砝碼質(zhì)量值的修正原理與方法介紹：

      新購置的活塞式壓力計使用前要經(jīng)檢定合格,但是在使用中有時(shí)還會(huì )存在示值不*、重復性超差等:問(wèn)題。這是因為活塞式壓力計受到重力加速度、空氣浮力、溫度和活塞有效面積隨壓力改變等幾個(gè)方面的影響。在實(shí)驗室條件下，空氣浮力、溫度的影響可以忽略不計,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。本文針對以上問(wèn)題進(jìn)行討論闡述。

      *、重力加速度的修正

      由于各地重力加速度不同,對活塞式壓力計的誤,差影響很大，在不同地區使用活塞式壓力計,要注意對砝碼的質(zhì)量值按使用地點(diǎn)的重力加速度進(jìn)行修正。重力加速度與海拔*度、 緯度有直接關(guān)系,這兩個(gè)參;數*般都是通過(guò)上網(wǎng)查閱資料獲得,而資料數值都是*在城市內的平均值，與實(shí)際使用地點(diǎn)有*定誤差，這個(gè)誤差在實(shí)際應用中很容易被忽略。

      1.問(wèn)題的提出

      活塞*砝碼質(zhì)量是根據已經(jīng)測得的活塞面積，計算壓力對應的砝碼質(zhì)量,不算壓力形變系數,其計算公式為:

      1  P。m=PxAx-x( 1+*)

      g  Pm式中:m-*砝碼質(zhì)量,kg;P_-___被 測量壓力值,Pa;A-  被檢活塞的有效面積,m2;p.- 周?chē)諝饷芏?/span>, kg/m';pm** 用砝碼活塞及其連桿材料密度,kg/m';g  活塞式壓力計使用地點(diǎn)的重力加速度,m/s2。

      從以上公式可見(jiàn),重力加速度是其中*個(gè)重要的計算參數,其*性直接影響活塞*度。

      從JJG59- -2007《活塞式壓力計檢定規程》附錄列表中可看到，每個(gè)省只給出少數重要城市的重力加速度,省內的中小城市大部分都沒(méi)有。比如,廣西壯族自治區只有南寧和柳州兩個(gè)城市的重力加速度值，經(jīng)過(guò)筆者調查,許多城市的不少企業(yè)、計量檢定機構對0.02級活塞*砝碼配重采用的是南寧市的重力加速度g=9.7877m/s2。在JJG59- -2007查不到本城市重力加速度就采用省*府城市的重力加速度，這種現象在全國比較普遍。而通過(guò)實(shí)際測量工作地點(diǎn)的緯度和海拔*度,以重力加速度計算公式進(jìn)行計算,得出的實(shí)地重力加速度值與籠統采用省*府的重力加速度值相差很大。

      2.誤差計算及分析

      為了研究實(shí)地重力加速度值測定不準引入誤差對活塞式壓力計標準裝置的影響，以梧州市為例,通過(guò)對本單位海拔*度、緯度的數據進(jìn)行分析，計算重力加速度值,并探討同--地區重力加速度測定不準對引人誤差數值的影響。

      經(jīng)過(guò)查詢(xún)科技資料,得到梧州市的緯度是23.29,城區平均海拔*度是24m。海拔*度24m是市區防洪堤洪水警戒線(xiàn)*度,而本單位*處位置明顯比洪水警戒線(xiàn)*很多,0.02級活塞式壓力計放置在實(shí)驗樓三樓,離地面至少10m ,經(jīng)過(guò)測量和仔細分析,海拔*度修正為60m。通過(guò)重力加速度計算公式

      9.80665x( 1-0.00265cos2更)

      2HI+-R式中:R-地球半徑, 等于6371x10m;H*-測 量地點(diǎn)的海拔*度;中_測量地點(diǎn)的緯度。

      經(jīng)過(guò)計算,重力加速度g=9.7886m/s?,與南寧市的重力加速度9.7877m/s2相差0.0009m/s2 ,引起活塞砝碼質(zhì)量誤差達到0.01%，而二等活塞式壓力計*砝碼質(zhì)量的*大允許誤差*為+0.02% .0.02級和0.005級活塞的砝碼質(zhì)量要求更*。

      重力加速度與海拔*度、緯度有直接關(guān)系,經(jīng)計算得知在我國*處的區域內，緯度相差10的兩地g值相差(0.0006~0.0009)m/s2，在同*-緯度地區海拔每升*30m , g值減小約0.0001m/s ;g值每變化0.000lm/s3,引起活塞質(zhì)量的誤差大約為0.001%。*以為滿(mǎn)足實(shí)際測量的需要，應當給定*的使用地點(diǎn)的重力加速度值。其他省市可以參照上述方法,對重力加速度g進(jìn)行修正，以減小計量誤差。

      3.實(shí)際使用中的應用

      2008年我*設備更新，配置-.套0.05級傳感器式壓力校驗儀,舊式0.05級活塞式壓力計標準裝置檢定證書(shū)在有效期內,且正常使用。在使用過(guò)程中發(fā)現,分別使用這兩套標準檢定同*塊*密壓力表，得出兩組檢定數據，雖然檢定結果都合格,但是*-組數據是正向偏差,另*-組數據是負向偏差。當時(shí)不能確定哪組數據更為*,后經(jīng)了解*砝碼是退休的老同志配重，而這位退休的老同志計算*砝碼質(zhì)量是采用南寧市的重力加速度g=-9.7877m/s2。而采用經(jīng)修正的重力加速度g=9.7886m/s2,對*砝碼的質(zhì)量進(jìn)行計算重新配重,檢定同*塊*密壓力表,與新購置的0.05級傳感器式壓力計標準裝置*得數據基本--致。

      筆者在檢定各地活塞式壓力計的過(guò)程中發(fā)現,重力加速度很容易被忽視。在對梧州市某企業(yè)壓力計檢定裝置檢定中,發(fā)現其壓力值始終存在較大誤差。經(jīng)過(guò)仔細檢查,*終發(fā)現其自動(dòng)控制參數中的重力加速度竟然還是出廠(chǎng)值,與實(shí)際使用地的重力加速度誤差很大，經(jīng)過(guò)重新設置后誤差明顯縮小。

此后,在其他企業(yè)的自動(dòng)壓力裝置檢定中也發(fā)現類(lèi)似問(wèn)題。很多活塞式壓力計的使用人員對儀器的參數不了解，尤其是重力加速度由于使用地點(diǎn)不*樣,其數值變化較大，并且其*值的獲得也比較困難,往往被忽視。

二、活塞有效面積的修正1.問(wèn)題的提出

當活塞式壓力計的工作壓力增大時(shí),活塞、活塞筒會(huì )發(fā)生彈性形變，使得活塞系統的有效面積也發(fā)生變化,這種面積的改變可以用下式表示:

      A.=A.(1+λP)

      式中:A。-某參考壓力下活塞的面積,m2;λ*壓力形變系數 ,Pa+;P_壓力 值, Pa。

      當壓力>6MPa時(shí)，活塞系統的有效面積發(fā)生改變,造成誤差較大，影響了活塞式壓力計的*度,必須考慮有效面積的修正。

      經(jīng)筆者調查,絕大部分企業(yè)、計量檢定機構在送檢活塞式壓力計時(shí),*送檢活塞筒活塞及其連接件,*砝碼并不送檢，其質(zhì)量值依據檢定證書(shū)數據自行配重。于是檢定人員依據證書(shū),11個(gè)*砝碼每個(gè)都按照5.10760kg配重,這種方法是錯誤的,它忽略了活塞式壓力計的工作壓力增大時(shí),活塞系統的有效面積會(huì )發(fā)生改變。

      2.誤差計算及分析

      由JJG59-2007可知,測量上限≥25MPa的活塞式壓力計且用于測量壓力值時(shí)，配套的*砝碼必須按順序號放置使用,*砝碼、活塞及其連接件質(zhì)量按以下公式計算:

      AxP;m;=  _x<(1+Pa )x[1+(2j-1 )x\xPj]g  Pm

      式中:m,-  按次序加載的第j塊砝碼的質(zhì)量,kg;P,-壓力增加的間隔值(如5MPa),Pa;A-活塞式壓力計活塞有效面積,m';g  使用地點(diǎn)重力加速度,m/s2;p.--_周?chē)諝饷芏?/span>,kg/m3 ;Pm**砝碼、活塞及其連桿材料密度,kg/m;h-壓力形 變系數,Pa-'。

      在誤差計算分析前,先對JJG59--2007勘誤:規程附錄A-溫度修正和壓力形變系數A.3活塞、活塞筒材料的線(xiàn)膨脹系數、彈性模量和泊松比。

      3.實(shí)際使用中的應用

      從_上面的誤差分析可知,如果活塞和活塞筒材料為合金鋼，若11個(gè)*砝碼每個(gè)都按照5.10760kg配重，*大誤差可達0.03%，超出了砝碼的*大允差值0.02%。計量檢定是*項嚴肅、嚴謹的工作，上級檢定機構在出具證書(shū)的時(shí)候不能夠籠統給出:*砝碼產(chǎn)生5MPa,砝碼質(zhì)量計算值5.10760kg,數量11個(gè),應該按次序給出單個(gè)砝碼的質(zhì)量,否則誤導送檢單位。

      壓力計*砝碼是否需要按順序編號排放，應該進(jìn)行誤差分析,需要按順序排放的,若不按順序排放則產(chǎn)生誤差;不需要按順序排放的,若按順序排放則增加不必要的工作量。碳化鎢材質(zhì)的彈性模量比合金鋼、銅合金大,在相同條件下,壓力形變系數小，砝碼可以不按順序編號排放。為了工作方便，建議購買(mǎi)活塞和活塞筒材料為碳化鎢的活塞式壓力計。

      壓力值與活塞的有效面積有關(guān),每臺活塞式壓力計有效面積不同，即使是同*廠(chǎng)家同*型號的活塞式壓力計有效面積也有差異，活塞式壓力計的*砝碼不能互用，*砝碼應*臺*。