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doi:10,.3969/j.isn.1671-1041.2011.02.026
活塞式压力计检定方法分析
张宏宇,高川,白旭
(中国人民解放军92493部队89分队,葫芦岛125000)
摘要:在常用的压力计量范围内,活塞式压力计是目前最理想的压カ计量位器。由于其具有准确度高、性能稳定、测量范围
广、使用方便等优点,使其在压力计量技术中占有重要的地位。本文对活塞式压力计检定过程中的直接平衡法和起始平衡
法进行了详细的介绍,对影响检定过程的各个因素进行分析,对比说明两种方法的优缺点。
关键词:活塞式压力计;直接平衡法;起始平衡法
中图分类号:TB9
文献标志码:B
The analyze of piston pressure gauges verification method
ZHANG Hong-yu, GAO Chuan, BAI Xu
(The 89 Unit of PL A 92493, Huludao 125000, China)
Abstract: In common pressure measure range, the piston pressure gauge is the most perfect instrument. Due to the high
veracity, stability, large measure range, simple operation, make the most important status in the pressure measure
Hereweparticularlyexplainthedirectbalancemethodandtheiniatorybalancemethod,andanalyzeallkindsoffactiors
effect. and show the contrast
Key words: piston pressure gauges; the direct balance method; the initiatory balance method
0引言
2直接平衡法
活塞式压力计是利用流体静力平衡(即作用在
首先确定被检活塞式压力计和标准活塞式压力
活塞有效面积上的流体压力与其所负荷的重力相平计的活塞及其连接件质量,其次、测出两活塞式压力
衡)原理进行压力测量的计量标准器。由于其具有计参考平面的高度差,再开始进行第一平衡点的检
很高的准确性和稳定性,使其在压力计量领域使用十定。在规定的第一平衡点处,通过向两活塞式压力计
分广泛。
上分别添加专用砝码,使两者在各自的工作位置处达
活塞式压力计的检定项日主要包括:活塞有效面到平衡。通过流体静力平衡法,计算出被检活塞式压
积、专用砝码质量、垂直度、活塞转动延续时间、下降力计的有效面积。其他各点的检定均是如此。
速度、鉴别力、密封性、活塞有效面积周期变化率等。
活塞组件的有效面积是指活塞筒与活塞杆之间
其中最重要的是活塞有效面积的检定
流动介质的中立面面积,近似等于活塞杆面积与活塞
1活塞有效面积
间隙面积的一半。由于活塞组件的有效面积是温度
活塞组件的有效面积是指活塞筒与活塞杆之间和压力的函数,这里说所的有效面积均指换算至零压
流动介质的中立面面积,近似等于活塞杆面积与活塞力、20℃下的有效面积。
间隙面积的一半。由于活塞组件的有效面积是温度
有效面积的计算是通过各检定点得到的个别值
和压力的函数,这里说所的有效面积均指换算至零压的平均值来确定的,计算公式如下
力、20℃下的有效面积。
检定时将被检活塞式压力计和标准活塞式压力
t m
A(1+の1+A)
计安装在同一检验器上(或者将二者通过管路连接
起来),调整活塞的垂直位置。根据流体静力平衡
叫(1-"2)+n-け+-)A+x
法,将被检活塞式压力计与标准压力计进行面积比较
检定。采用的检定方法主要有直接平衡法和起始平
衡法。
式中,Al-在零压力和参考温度下,在第个平衡点
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时被检活塞式压力计的有效面积,m2;A-在零压力盘上。对于10kg的专用砝码,该项引人的质量相对误
和参考温度下,标准活塞式压力计的有效面积,m2;差为8.9x10°,除0.005级活塞式压力计以外均可
标准活寒式压力计和被检活塞式压力计的活忽略该项的影响。对于其他质量的专用砝码,应按活
塞和砝码承重盘的质量,kg;p,p'一标准活塞式压力塞压力计准确度等级以及砝码质量加以修正.。对于使
计和被检活塞式压力计的活塞和砝码承重盘的密度,用气休介质的活塞压力计则不需要考虑该项的影响。
在第个压力值平衡后加釗标准活塞
3)液柱高度差修正
式压力计和被检活塞式压力计上的砝码质量,kgip2,
当被检活塞压力计与标准活塞压力计的活塞杆
p一标准活塞式压力计和被检活塞式压力计的专用下端面不在同一水平面时,将引人该项修正,即式
砝码密度,kg/m2:p;一工作介质的密度kg/m3;Hー(1)中的(P-P2)AH。对于活塞有效面积为0.5cm2
标准活塞式压力计和被检活塞式压力计的参考水平的油润滑活塞,当使用变压器油为工作介质时,lcm
面间的垂直距离,标准活塞式压カ计高时取正值,m;?高度差所产生的压力为0.004N,相当于质量4.5x
po。一活塞式压力计周围空气密度,kg/m3;一检定地10“kg的砝码,参照表1,可见其影响之大,必须加以
点重力加速度,m/s2;yー工作介质的表面张力系数,修正。
N/m;C,C'一标准活塞式压力计和被检活塞式压力
4)活塞组件变形修正
计的活塞圆周长,m。
前面所说,活寨组件的有效面积是压力的函数。
式(1)中的の和A;分别表示在不同温度和不同当压力变化时,活塞系统会产生形变,从而使其有效
压力下,活塞有效面积的变形修正辅助系数(由于检面积发生改变。对于检定过稈来说,有效面积在不断
定之前需要将被检活塞式压力计和标准活塞式压力变化,为此活塞有效面积必须经过压力变形修正,以
计共同放置于实验室足够长的时间,以保证两者与实便得到零压力下的稳定值。
验室的温度相同,故在这里不考虑,项的影响):
(2)3起始平衡法
首先确定起始平衡点,起始平衡点压力值一般
式中,A,一标准活塞式压力计和被检活塞式压力
为活塞式压力计测量范固上限的10%~20%。在标
计活塞系统的压力变形系数,Pa;P2一在第i个压力
准活塞与被檢活塞上加放相应数量的砝码,用校验器
值平衡时的测量压力,Pa。
从式(1)中我们可以看到影响检定结果的几个加胚使标准与被检活塞升至工作位置。在检定过程
中,两活塞均保持各自的工作位置,且均保持旋转。若
要素
两活塞不平衡,则在上升的活塞上加放相应的小砝
1)空气浮力修正
码,直至达到平衡。起始平衡后,上面所加的所有砝码
式(1)中的(1-2)即为经过空气浮力修正后作为起始平衡质量,必须保持不变。
起始平衡后,各点的检定方法与直接平衡法相
的质量值。对于不锈钢材质的砝码来说,“约等于同。检定完成后,必须对起始平衡点进行复测,检定前
P钢
5x10“,参照规程要求(表1