活塞式压力计的基本原理及应用
活塞式压力计的操作
活塞式压力计的操作活塞式压力计是一种测量压力的仪器，主要由压力计体、活塞、压力弹簧、观察窗等组成。
该仪器采用活塞推压量的原理来测量压力大小，因此操作时需要注意一些重要的步骤。
操作步骤1.对仪器进行检查：在进行测量前，先要对仪器进行检查，确认压力计体是否完好无损、活塞是否灵活运动，并检查压力弹簧是否变形或老化。
2.压力计体放置：将压力计体放在平稳的水平面上，以保证其在使用时的稳定性。
3.调整压力弹簧：使用调节机构可以调整压力弹簧的预紧量，根据需要调整预紧量，以使得测得的压力值更加准确。
4.插入被测管路：将被测管路直接插入到压力计的观察窗口中，注意管路的紧密连接，以避免漏气的影响。
5.进行压力测量：插入被测管路后，使用手拉动活塞，进行压力测量。
在操作时，要注意使用适当的力量，避免过度用力导致读数不准确。
6.读取压力值：在压力计压过程中，可以通过观察压力计体内的活塞位置，来读取不同压力值时的位置数据。
根据读数指示值，即可得到被测管路内的压力值。
7.记录测量数据：在完成压力测量后，要及时记录测量数据，包括测量时间、测量值等信息。
同时，也要将测量仪器及时清洗，准备下一次的使用。
注意事项1.保持清洁：在使用活塞式压力计时，要注意保持清洁，避免尘土等物质进入压力计体内，影响测量的准确性。
2.避免过度用力：在操作活塞式压力计时，也需要注意力度的控制，避免过度用力导致测量数据不准确。
3.避免温度影响：活塞式压力计对温度的敏感性较高，在操作前需要保证仪器和被测物品的温度相同，以避免温度影响测量结果。
4.正确存放：在使用完活塞式压力计后，要将其正确地存放在干燥通风的地方，以防止仪器内的松弛过度，影响压力计的准确性。
结论活塞式压力计是一种简单、易于操作的压力测试仪器，可以广泛应用于各种压力测量领域。
在进行操作时，需要注意保持稳定性、力度控制、温度影响等因素，以确保测量结果的准确性。
活塞压力变送器工作原理
活塞压力变送器工作原理
活塞压力变送器是一种常用的压力测量设备，其工作原理基于活塞和弹簧的力学原理以及波动原理。
当被测介质的压力作用在活塞上时，活塞会受到压力的作用力，并沿着传感器的轴向移动。
活塞的移动会导致弹簧的压缩或拉伸，形成与压力大小成正比的反作用力。
活塞压力变送器内部装有弹簧的套筒，套筒上有一个小孔连接到被测介质。
当介质的压力增大时，活塞会向上移动，压缩弹簧，使套筒的壁厚减小。
反之，当介质的压力减小时，活塞会向下移动，拉伸弹簧，使套筒的壁厚增加。
套筒的壁厚变化会影响套筒内气体的压力，进而改变变送器内气体柱的密度。
当活塞下移时，造成气体柱密度增加，相应的压力也增加。
当活塞上移时，气体柱密度减小，压力也减小。
这种压力和密度之间的变化会通过传感器的电气输出被测量和转换为标准信号，如电流或电压。
通过测量和转换活塞位置对应的压力变化，活塞压力变送器能够准确地将压力信号转换为电信号，提供给控制室或仪表等设备进行实时监测和控制。
气体活塞式压力计
气体活塞式压力计一、概述：气体活塞式压力计，是利用流体静力平衡（即作用在活塞有效面积上的流体压力与其所负荷的重力相平衡）原理进行压力测量的计量器具，一般由活塞系统、专用砝码、压力校验器组成，另外还需配备相应的气源或自带压力泵。
其量程为：-100kPa～0kPa～600kPa～10Mpa压力的传递介质和活塞的润滑介质都是气体。
用气体做工作介质的活塞压力计与用液体做工作介质的活塞压力计相比较，具有延续时间长、灵敏度高、重复性好，测量数据准确可靠等特点。
可测量表压、绝压、负压等测压模式。
活塞杆使用不锈钢或碳化钨材料，活塞筒使用碳化钨材料。
从而保证活塞具有不锈、耐磨、形变系数小和使用寿命长等优点。
一台气体活塞压力计底座可以配置几种不同量程的活塞，既保证压力计有很宽的测量范围，又能保证各测量段的准确度。
公司从1995年开始生产气体活塞压力计，目前气体活塞的各项技术指标已经接近和达到世界先进水平。
二、作用：气体活塞压力计是高准确度压力标准器，用气体做工作介质，可量传活塞式压力计、测量和校准表压、绝压、压力（负压）等。
活塞压力计的活塞杆材料是碳化钨，活塞筒材料是碳化钨。
从而保证活塞具有耐磨和使用寿命长的特点。
用气体做工作介质的活塞压力计与用液体做工作介质的活塞压力计相比较，由于它们使用的工作介质不同，所以气体活塞压力计活塞的自转延续时间长、灵敏度高、重复性好，测量数据准确可靠。
工作介质更加清洁，其活塞系统无需油润滑，能够提供灵敏度高的计量设备校验，校准过程简单化，极大地缩短工作时间。
气体活塞去除了液位差误差，所以准确度高，去除了液体介质传递的滞后性，所以灵敏度高。
●活塞和活塞筒经精工研磨，其圆度误差和间隙极小，因而极大的提高活塞转动延续时间，也就相应减小活塞摩擦力，提高活塞鉴别力。
●两个被检表接头处设计有两个截止阀，截止阀能及时关闭被检系统之间的压力。
由于活塞式压力计在加减砝码时，必须减压将活塞降下来，而被检精密压力表、压力变送器、传感器等和系统之间若不能被截止，表中的压力会随着活塞升降而升降，则考核不出被检表的回程误差，特意设计的压力转换阀，在关闭时，可不用砝码单独工作，即活塞压力计套子可作为压力泵或压力源独立使用。
活塞式压力计常见问题及解决方案
· 149 ·
活塞式压力计常见问题及解决方案
李正华
（西仪股份有限公司，西安 710082）
摘要院 主要介绍活塞式压力计在生产中经常遇到的问题，以及在使用过程中的注意事项和如何解决这些问题。 关键词院 活塞式压力计；常见问题；解决方法
0 引言 活塞式压力计是压力计量中的基准仪器。它具有精确 度高，技术性能稳定和使用方便等特点。因此，它在计量部 门和大型厂矿企业中都被广泛采用。
榆活塞有效面积。活塞有效面积等于活塞的截面积与 活塞侧隙环形面积之半的和。
表2
活塞公称面积 cm2 1 0.5 0.2 0.1
0.05
允许范围 cm2 0.996耀1.004 0.496耀0.504 0.198耀0.202 0.099耀0.101 0.0495耀0.0505
1 MT4400AC 液压制动系统工作原理 电动轮自卸卡车液压制动系统主要包括“压力油供给 系统”和“动作执行系统”，两部分协同控制制动卡钳总成 来实现卡车的制动。“压力油供给系统”主要包括：转向泵、 过滤器、转向集成阀、制动储能器等部分，“压力油供给系 统”供给的恒定状态的压力油（24MPa）经制动储能器向前 制动器及后制动器供油；卡车制动时，操作人员踩下制动
损坏制动卡钳密封件、制动盘温度聚升，损坏电动轮，引起
安全事故，给煤矿企业带来严重的经济损失。由于该类故 要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要
作者简介院杨君（1987-），男，内蒙古托克托县人，大专，毕业于内 蒙古机电职业技术学院机电一体化专业，助理工程 师，研究方向为机械工程及自动化。
障的影响因素较多，需要检修人员需要具备专业知识多方 面排除检查，消耗大量的人力物力，因此，需要制定科学 的防控措施，加强自卸卡车的日常维护，避免这些故障的 发生。
活塞式压力计检定和使用中相关问题探讨
张 力等 作用 ，下 面将 讨 论 其 在 活塞 式 压 力计 检 定 中 的
影 响量 。
响到压 力量 值 传 递 。本 文 将 对 活 塞 式 压 力 计 相 关 检 定
项 目的影 响因素 进行 讨论 。
原理 为基 础 来 进 行 压 力 计 量 的 。它 是 利 用 活 塞 、砝 码
托盘及 专 用砝 码 的 重 力 与 作 用 在 已知 活 塞 面积 上被 测
压力 所产 生 的力相 平衡 的 原理 ，从 而测 出被 测 压力 的 。
活 塞转 动 的初速 度 为 ∞ ，活 塞 及砝 码 对 其 轴 线 的 转 动
２ 相 关 检 定 项 目分 析
依据 检 定 规程 ，活 塞 转 动 延 续 时 间 、活 塞 下 降 速 度 是 活塞 式 压 力 计 的 重 要 性 能 参 数 。下 面将 讨 论 影 响
活塞 式压 力计 这两 个性 能参 数 的各 相关 因素 ］ 。
对 于 测 量 上 限 在 ６ ＭＰ ａ以下 的活 塞 式 压 力计 ，依 据 检定 规 程 ，对 砝 码 、活 塞 及 其 连 接 件 的 质 量 只 进 行 了空气 浮 力 修 正 。但 活 塞 在工 作 过 程 中 ，除 了受 到 重 力 （ 向下 ） 、造 压 介 质 压 力 （ 向上 ） 外 ，其 转 动 的 过
质 的速度梯 度为 一定值 ，所 以有 ｒ＝ ＝ Ｔ Ｌ （） ｊ ３
活塞 有下 降速 度 是 由于 活塞 在 工 作 时 ，活 塞 筒 内和外
面存 在压 力差 ，造 压介 质 由于 压 力 差在 活 塞 和 活塞 筒 之 间有液 体 遗 漏 ，造 成 校 验器 内液 体 体 积减 少 ，减 少
xy-60活塞式压力计工作原理及使用方法
xy-60活塞式压力计工作原理及使用方法下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!活塞式压力计是一种常用的压力测量仪器，其工作原理基于活塞在受压力作用下的位移变化。
YS活塞式压力计说明书
YS-6、60、250、600活塞式压力计说明书一、用途0.05级活塞式压力计（以下简称压力计）、用于检验0.2级活塞式压力计及精密压力表二、工作原理与基本结构压力计的工作原理基于活塞本身重量和加在活塞上的专用砝码重量，作用在活塞面积上所产生的压力与液压容器内产生的压力相平衡。
压力计系由检验泵和测量系统两部分组成。
见图：检验泵部分包括手摇泵（11）、油杯（9）及两个阀（6）和（7）。
在阀（6）和（7）上装有两端锁母，用以连接被检验的精密压力表。
测量系统主要由一个经过精密研磨后具有精确截面的活塞，活塞直接承受底盘上的砝码重量。
三、技术数据表1精确度等级基本误差限压力值在测量范围下限以下时压力值在测量范围内时0.02 测量范围下限的±0.02% 实际测量压力值的±0.02%0.05 测量范围下限的±0.05% 实际测量压力值的±0.05%YS-250、600活塞式压力计的承重杆（包括活塞头部）浸入工作液体浮力为5.6g.YS-6活塞式压力计，活塞底部与被校表中心液柱差H，表壳外径为φ150㎜，H=109㎜;表壳外径φ160㎜，H=119㎜,表壳外径φ250㎜，H=169㎜，其修正公式△P=Hγ，式中△P为液柱差产生的压力，γ=0.88g/cm3为变压器油的比重。
1、砝码2、指标板3、底座4、调整螺钉5、连接管部件6、7、8阀9、油杯10、水平仪11、手摇泵12、手轮13、测量系统参数单位值力值0.6MPa 6 MPa25MPa60 MPa测量上限MPa0.66256060测量下限MPa0.040.10.511活塞公称面积cm210.50.20.10.05底盘及活塞公称质量㎏0.40.5110.5产生产压力MPa0.040.10.511专用砝码公称质量㎏0.1；0.5 0.5；2.5 1;51;50.5;2.5产生的压力MPa0.010.050.010.50.5;2.51;51;5数量个6;104;114;94;111;11两端锁母M20×1.5M20×1.5M20×1.5M20×1.5M20×1.5重量㎏3565859575工作液体变压器油20℃时运动粘度9~12厘沲酸值不大于0.5毫克KOH/克癸二酸酯20℃时运动20~25mm2/s，酸值不大于0.05毫克KOH/克四、验收与保管1、用户收到装箱压力计,应先检查压力计包装是否完整；如有损伤,应即查明原因。
使用活塞式压力计进行压力测量时需注意的几个问题
根据实际测量需求，应选用合适精度等级的活塞式压力计。在购买活塞式压力计 时，应关注其精度等级是否符合使用要求。同时，在使用过程中应严格按照操作 规程进行操作，以保持活塞式压力计的精度等级不受影响。
03
使用活塞式压力计进行压力测量时的 注意事项
正确选择测量范围与精度等级
总结词
在进行活塞式压力计的测量时，首先要根 据所需测量的压力范围选择合适的测量范 围。这样可以确保压力计不会超量程，保 证测量准确性。
解决方案
为减小气体压力计的零点漂移对测量结果的影响，应定期进 行零点校准。同时，在使用过程中应避免剧烈震动或撞击， 以减小对内部机构的影响。针对外部环境的变化，应采取相 应的防护措施，如防潮、防晒等。
活塞式压力计的精度等级对测量结果的影响
精度等级影响
活塞式压力计的精度等级是衡量其测量结果准确性的重要指标。精度等级越高， 测量结果的误差就越小。在某些高精度测量场合，如科学研究、工程设计等，需 要使用高精度活塞式压力计才能满足测量要求。
排除方法
更换填料函或重新调整填料函的压紧程度。
3
预防措施
定期检查填料函的磨损情况，及时更换磨损严 重的填料函。
活塞式压力计示值误差过大的原因及排除方法
故障原因
01
活塞式压力计的活塞杆与填料函磨损，导致活塞杆与填料函之
间的间隙增大，从而影响压力的准确测量。
排除方法
02
更换活塞杆或填料函，或者重新调整活塞杆与填料函之间的间
活塞式压力计的优点与缺点
优点
活塞式压力计具有较高的测量精度和稳定性，能够准确地测 量压力值。此外，其结构简单、易于维护，且价格相对较低 。
缺点
活塞式压力计的测量范围有限，通常只能在0.05~100MPa范 围内进行测量。此外，其体积较大，不便于携带和使用。
气体活塞式压力计压力专用砝码质量的检定问题
关 键 词 ： 气 体 活 塞 式 压 力 计 ； 专 用 砝 码 ；折 算 质 量 ； 真 空 中 质 量 ；检 定
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｂ ９ ３ ２；Ｔ Ｈ８ １ ２ 文献标 识码 ：Ｂ
文章 编 号 ：１ ６ ７ ４—５ ７ ９ ５（ ２ ０ １ ４） ０ ４—０ ０ ８ ３—０ ３
１ 气体活塞 式压 力计工作原理
１ ． １ 气体 活 塞式压 力 计 工作原 理
气体活塞式压力计工作原理是根据静力学平衡原
收 稿 日期 ：２ ０ １ ４— ０ ５— ２ ９
基 金项 目ｔ国家质量监督检验检疫总局科技计划项 目 （ ２ ｔ Ｘ ） ７ Ｑ Ｋ ８ ３ ）
作者简 介 ：张金 亮 （ １ ９ ６ ６一） ，男 ，高级工程师 ，从事压力计量
１ ０ ８ ６— ２ ０ １ ３《 气体活塞式压力计检定规程》 ，专用砝码 质量、活塞及其 连接件 质量为真空 中质量 ，因此 ，需
对 其折 算质 量 与 真 空 中质 量 进 行 计 算 修 正 。本 文 从 折 算 质量 与真 空 中质量 的概念 出发 ，对 活塞 及 其 连 接件 、
研究工作 。
・
８ ４・
经验 与体 会
表 １ 活塞及 其连接件 质 量和 专用砝码 质 量最 大允许误 差
２ ０ １ ４年 第 ３ ４卷 第 ４期
表２ 国 内各省 市 自治 区年 平均 空 气密度 ｋ ｇ ／ ｍ
准确度等级
活塞及其 连接件质量和 专用砝码质量最大允 许误 差／ ％
一
理 和 帕斯卡 定律 ，由加 放在 活塞上 的 已知作 用力 Ｇ （ 专
用砝码产生的重力） ，与作用于已知活塞有效 面积 Ａ上
活塞式压力计基本原理及应用
•影响压力与力值关系的基本因素有：浮力、重力加速度、流体表面张力系数，以及温度系数引起的线性膨胀、压力系数引起的弹性变形对活塞有效面积的影响等。
•由压力的基本定义：(2)•式中：•P r --- 活塞工作端面压力值• F --- 作用在活塞上的力值（砝码重力）•A e --- 活塞系统有效面积又由， (3) 得到： (4)在对表观值表示质量的砝码进行浮力修正时，可以不必知道砝码的密度，而直接通过称量该物体质量时所使用的标准砝码的密度进行修正（可推导证明）。
尽管这样会引入很小的误差，但对于活塞压力计的浮力修正很实用，且不会造成明显的误差。
浮力修正公式为：（5）式中：•ρa = 砝码周围空气的密度•ρs = 上级标准砝码的密度•表面张力：当活塞压力计工作介质为液体时（例如油或水），必须对表面张力的影响加以考虑。
至少，需要量化其对活塞压力计整体性能的影响。
活塞筒顶部与活塞接触部位存在的半月形油膜的表面张力会产生作用于活塞轴向的力。
表面张力定义为： （6）式中：•τ = 表面张力系数 （N/m）• C = 活塞周长（cm）由公式（5）、公式（6）可以得到有效力值的表达式为： （7）面积修正•弹性变形当压力计的工作压力增加时，活塞/活塞筒会发生弹性变形，使得活塞/圆筒体的有效面积也发生变化，这种面积的改变可以用一个二次多项式来表示：（8）式中：•A o——某参考压力下活塞的面积•b1 & b2——弹性变形系数，可通过实验获得在许多应用中，可以用压力与有效面积的线性关系式和代表校准过程的随意性的余项来表述以上关系；但在需要完整表达线性数据余项时，二次表达式可能更好的反映有效面积随压力的变化规律以及随校准过程的变化规律。
面积修正•温度系数当系统温度改变时，活塞/活塞筒的有效面积也将改变，变形量可通过下式计算：（9）式中：•A o(t)——工作温度下有效面积的修正•A o(reft)——零压力和标准温度下活塞的面积• c ——热膨胀系数•θt——标准温度和实际工作温度的差值结合式（7）、（8）、（9），我们可以得出 P-F 关系式：(10)这里，假设活塞系统的轴线和重力加速度的方向是平行的，因不平行而产生的误差与偏离角度的余弦值成比例。
压力表的原理
压力表的原理
压力表是工业上常用的一种测量仪器，它用来测量压力。
压力表可以分为两种：机械压力表和电子压力表。
机械压力表的工作原理是利用杠杆平衡原理来测量压力。
当杠杆的一头是压力时，另一头是弹簧，弹簧的张力使杠杆产生倾斜，从而带动指针偏转。
当指针偏转到刻度盘上的零位时，杠杆平衡，指针停止转动。
当压力继续增加时，弹簧产生变形而弹性回位，这时指针又恢复到原来的位置。
机械压力表的种类很多，有活塞式、回转式、螺旋弹簧式、波纹管式、膜盒式、浮子式等。
其中活塞式压力表和回转式压力表最为常见。
机械压力表一般用来测量气体压力，也可用于液体或蒸汽等介质的压力测量。
例如：石油化工生产中使用的压力表和医疗器械上使用的压力表就是回转式型的机械压力表。
活塞式压力表是利用杠杆平衡原理来测量压力的一种仪表，它由一个活塞和弹簧组成，当活塞推动弹簧时，弹簧使活塞产生倾斜，在重力作用下使指针发生偏转。
—— 1 —1 —。
活塞式压力计的技术能力和设备更新的探讨
活塞式压力计的技术能力和设备更新的探讨活塞式压力计是基于帕斯卡定律及流体静力学平衡原理产生的一种高准确度、高复现性和高可信度的精密压力计量仪器。
利用压力作用在活塞上的力与砝码重力相平衡的原理制成的压力计称为活塞式压力计。
它在压力计量技术中占有相当重要的地位。
活塞式压力计具有准确度等级高，测量范围宽（-0.1-2500）MPa，计量性能稳定，结构简单，使用方便和不易损坏等优点。
目前，以活塞式压力计作为压力计量基准的国家都相继建立了基准、副基准；工作基准；标准器；压力表；传感器等一整套传递系统，为了进行国际间高精度压力标准的比对，在国际压力计量会议上提出要以气动活塞式压力计作为液体压力计的国际比对的转换传递手段，可以说活塞式压力计目前几乎是独一无二的基准器和高级标准器。
但活塞式压力计本身存在着测力时加减砝码，使测力点的压力示值不能连续显示，活塞与活塞筒之间存在间隙，在压力作用下使工作液体发生泄漏，活塞杆底部在长期使用下由于材质的关系会变黑、锈蚀和变形，处理困难，在一定程度上影响测量精度和使用寿命等不足之处，但它在检定系统中的位置和作用，决定了它在多数场合被用作量值传递的基准器和标准器，所以应用广泛技术能力不容忽视。
随着压力计量技术的不断更新，国家对活塞式压力计的检定规程做了较大的更改。
2008年11月1日按照国家质检总局的要求，颁布了JJG59-2007活塞式压力计检定规程。
各计量单位所使用的活塞压力计在某种程度上已无法满足新规程的要求。
新规程赋予了活塞式压力计新的生命。
设备更新后大大的改善以上提出的不足，特别是用碳化钨做活塞和活塞筒的材质：碳化钨化学式WC。
全称为黑色六方晶体，有金属光泽，硬度与金刚石相近，为电、热的良好导体。
熔点2870℃，沸点6000℃，相对密度15.63（18℃）。
碳化钨不溶于水、盐酸和硫酸，易溶于硝酸-氢氟酸的混合酸中。
化学性质稳定。
在碳化钨中，碳原子嵌入钨金属晶格的间隙，并不破坏原有金属的晶格，形成填隙固溶体，因此也称填隙（或插入）化合物。
活塞式压力计
一等宽量程活塞式压力计概述TY 系列宽量程活塞式压力计是我研究所按照国家最新“活塞式压力计”检定规程要求新研发设计制造。
由于活塞式压力计的关键部件使用了高硬度和低温度线膨胀系数的碳化钨材料, 从而提高了活塞的耐磨性 ,因此受压力后形变极小(可忽略不计)，性能极其稳定。
活塞的工作介质采用了癸二酸二异辛酯，从而使压力计具有极高的灵敏度。
由于采用了新材料、新技术、新工艺，所以新的活塞式压力计的各项技术指标有了很大提高。
从而广泛用来检定数字压力计、精密压力表、压力变送器、压力传感器等压力仪器仪表。
性能特点：1. 活塞和活塞缸均采用高强度、高硬度、和低温度线胀系数的硬质合金碳化钨材料经过精心研磨制成，工作环境温度宽，性能稳定 20±5℃。
2. 负荷重心低，砝码通过挂篮直接加在活塞上，活塞运转平稳，压力波动极小，示值准确。
3. 25MPa 以上传压介质采用粘度很小的癸二酸二异辛酯，从而保证压力计有极高的灵敏度。
4. 压力计所用砝码全部采用无磁不锈钢或碳钢材料制做。
5. 活塞工作位置用位移传感器监测，活塞工作行程为3mm(指针型、数字型可选）。
6. 加压调节轻便省力，即使在100MPa 压力时也能轻松自如。
7. 压力输出两幅快速接头（M20×1.5的内螺纹），可同时校验两个仪表。
主要技术参数：1. 测量范围和测量准确度等级在环境温度(20±2) ℃，温度波动不大于0.5℃条件下其测量准确度等级见表一 型号测量范围（MPa ） 准确度 TY-0.60.04-0.6 0.01% 0.02% 0.05%TY-60.1-6 TY-250.5-25 TY-601-60 TY-100 1-100 2. 砝码的质量和数量见表二使用提示：1.活塞安装方法可在本网站观看“活塞压力计安装教程视频”教材。
2.活塞工作位置显示表有两种，分为指针型和数字型；活塞的工作行程都是3mm.指针型表的刻度为±1.5mm,无压力时为-1.5mm, -1.5mm 到+1.5mm 都是正常工作范围，建议工作在0 - 0.5mm处(中间偏上）。
活塞压力计工作原理及误差分析
活塞压力计工作原理及误差分析古力那尔·祖农（新疆计量测试研究院，新疆乌鲁木齐８３００１１）摘 要：压力测量是最普遍的测量手段之一，活塞压力计是应用最为广泛的压力标准器具。
本文对活塞压力计的工作原理进行了介绍，同时对其不确定度进行了科学、合理、统一的分析。
文章对活塞压力计数据处理和分析方法进行了定量分析。
关键词：活塞压力计；不确定度；有效面积中图分类号：ＴＵ４５３ 文献标识码：Ａ 国家标准学科分类代码：４６０ ４０３０ＤＯＩ：１０．１５９８８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００４－６９４１．２０２０．９．０２７ＷｏｒｋｉｎｇＰｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄＥｒｒｏｒＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＰｉｓｔｏｎＭａｎｏｍｅｔｅｒＧＵＬＩＮＡＥＲ·ＺｕｎｏｎｇＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｉｓｔｏｎｍａｎｏｍｅｔｅｒｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｐｒｅｓｓｕｒｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｐｉｓｔｏｎｍａｎｏｍｅｔｅｒｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｉｔｓｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｉｓａｎａｌｙｚｅｄｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｌｌｙ，ｒａｔｉｏｎａｌｌｙａｎｄｕ ｎｉｆｏｒｍｌｙ Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｍａｋｅｓａｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｓｏｆｐｉｓｔｏｎｍａｎｏｍｅｔｅｒ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｉｓｔｏｎｍａｎｏｍｅｔｅｒ；ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ；ａｃｔｉｖｅａｒｅａ０ 引言活塞压力计是使用最广泛的压力标准器具，目前我国压力量值传递体系中，除了微压段以外，几乎所有的压力计量器具都是溯源到０ ００２级或者０ ００５级活塞压力计。
压力Ｐ不是独立的基本物理量，而是质量和长度量的导出量，活塞压力计原理如图１所示。
图１ 活塞压力计原理压力的定义为：ｐ＝ＧＡ＝ＭｇＡ（１）式中：Ｇ———砝码产生的重力，Ｎ；Ａ———活塞有效面积，ｍ２；Ｐ———被测压力，Ｎ／ｍ２或Ｐａ；Ｍ———砝码质量，ｋｇ；ｇ———当地重力加速度，ｍ／ｓ２。
活塞压力计不确定度080515
量得到或者到当地气象部门查询大气数据，t、h、pr 实际测量得到、θ由操作人员调整到规程要求的
范围内，则其影响可忽略，所以保留该项，是因为如果活塞不被调平，该项影响将非常大。Fr 为活塞
筒和活塞杆之间的摩擦力，它的大小由活塞的研磨质量决定，表现为活塞的鉴别力。
3.3.2 合成标准不确定度
根据以上讨论，0.005 级的活塞压力计，需要考虑的影响量有：M、g、ρa、 A0 、t、θ、λ、h、 pr 、 和 Fr。合成标准不确定度 uc（p）分为不随压力变化的绝对不确定度 uac 和随压力变化的相对不确定度 urc，两部分，分别表述为：
对于气介质活塞压力计，ΓC 对压力测量几乎没有影响，可取消该项；式（5）简化后，气介质活 塞压力计压力计算公式如下：
P
=
A0[1+ (αP
Mg ⎜⎜⎝⎛1 −
ρa ρm
⎟⎟⎠⎞
+ αC )(t − 20°C
)](1
+
λP
)
+
ρl gh
+
Pr
对于表压测量，Pr=0。
（16）
4．活塞压力计有效面积的确定及其测量不确定度
3.2.1 A 类不确定度评定 活塞压力计压力测量的重复性纳入 A 类不确定度，它的评定有以下两种途径： 1） 由上一级标准传递时的测量数据给出。 2） 选用一个分辨率高、短期稳定性好的压力仪器，用活塞压力计对该仪器反复测量得到。
在得到被评定活塞压力计一组共 n 个测量数据 Pi 后，采用贝塞尔公式计算由于活塞压力计测 量重复性引入的 A 类测量不确定度：
活塞压力计测量不确定度评定
岑月琴 1． 引言 活塞压力计作为使用最广泛的压力标准仪器，我们已经对它的测量不确定度评定方法作了很多 工作，并在中国计量测试学会压力计量专业委员会组编的《压力测量不确定度评定》书中已提出了一 套处理方法。为了更好的推广这些业已形成的评定方法，还有必要对这些评定方法进行简化，形成一 个既能有效评定活塞压力计的测量不确定度，又能为广大活塞压力计使用者接受的简化方案。
活塞式压力计使用方法及注意事项
活塞式压力计使用方法及注意事项摘要: 活塞压力计是利用流体静力平衡(即作用在活塞有效面积上的流体压力与其所负荷的重力相平衡)原理进行压力测量的计量标准器。
它可以向精密压力表、压力变送器、差压变送器、压力传感器、压力信号发生器及数字压力计等仪表进行信号传递，具有量程宽、精度高、技术性能稳定和使用方便等特点。
一般由活塞系统、专用砝码、校验器组成。
活塞式压力计...活塞压力计是利用流体静力平衡(即作用在活塞有效面积上的流体压力与其所负荷的重力相平衡)原理进行压力测量的计量标准器。
它可以向精密压力表、压力变送器、差压变送器、压力传感器、压力信号发生器及数字压力计等仪表进行信号传递，具有量程宽、精度高、技术性能稳定和使用方便等特点。
一般由活塞系统、专用砝码、校验器组成。
活塞式压力计常见类型按活塞有效面积的大小、力的作用部位及工作介质的不同，活塞压力计(图1-18)有以下几种类型。
a、按工作介质分为油压式和气体式油压式常用的工作液体有变压器油、药用蓖麻油、甘油加乙二醇混合液等。
常用的工作气体有空气、氨气等。
b、按活塞与活塞杆的结构和加载砝码方式分类负荷式活塞压力计、带增压器的活塞式压力计、可控间隙活塞压力计、带平衡装置的活塞式压力计。
活塞压力计计量性能的基本参数影响活塞压力计计量性能的基本参数有活塞有效面积、活塞下降速度和活塞转动延续时间。
a、活塞有效面积活塞有效面积是活塞压力计的仪器常数。
它的数值是活塞、承重底盘和砝码的合重力与活塞底部压力的比值。
b、活塞下降速度在规定压力下，流体从活塞间隙中泄漏所引起的活塞下降的速度。
如果下降速度太大，就无法使用活塞式压力计进行压力测量。
c、活塞转动延续时间在规定的起始速度条件下，活塞自由旋转的时间称为活塞转动延续时间。
在使用活塞式压力计时，假如活塞静止不动，则有静摩擦力减轻砝码重力；若活塞自由旋转，使活塞与活塞筒相对运动，尽可能消除它们之间直接接触而产生的机械摩擦，从而提高压力计量的准确度。
活塞式压力计检定和使用中相关问题探讨
活塞式压力计检定和使用中相关问题探讨摘要：作为一种比较理想的压力计量仪器，活塞式压力计具有非常明显的优点，包括使用便利、测量范围广、性能稳定性强、准确度高等。
本文对活塞式压力计检定和使用中的相关问题进行了简要的探讨，并分析了活塞式压力计的检定造成影响的因素，希望能够保障活塞式压力计的检定和使用过程中的准确性。
关键词：活塞式压力计；使用；检定引言活塞式压力计在量值传递和压力计量中都具有显著的优势，在合理保管的情况下，活塞式压力计的使用寿命可以达到三十年，而且具有良好的稳定性。
活塞式压力计的量值可以达到0.002%，具有较高的准确性。
并且具有广泛的测量范围，其能够测量-0.1MPa至2500MPa的范围。
2007年国家质量监督检验总局颁布并实施了JJG59-2007《活塞式压力计》检定规程，活塞式压力计的性能指标都有所提升。
近几年来，国内外活塞式压力计型号较多，活塞的尺寸也千差万别，仅仅根据检定规程得到的活塞式压力计检定结果和实际情况有很大差异，这将直接影响到压力量值传递。
1.活塞式压力计的工作原理活塞式压力计的工作理论基础是流体静力学和帕斯卡定律。
在活塞面积确定的情况下，测量的压力和专用砝码、砝码托盘和活塞之间会产生相互平衡的力，这样就能对压力进行测量。
2.活塞式压力计的检定和使用在活塞式压力计的检定过程中，活塞有效面积的检定是最为重要的一项，它还包括活塞有效面积的周期变化率、活塞转动的密封性、活塞的鉴别力、转动的下降速度和持续时间、活塞的垂直度、专用砝码的质量等[1]。
在活塞式压力计的检定和使用中，活塞的有效面积是最重要的检定项目。
在活塞杆和活塞筒之间的流动介质的中立面面积就是所谓的活塞组件的有效面积。
一般情况下活塞有效面积约为二分之一的活塞间隙面积和活塞杆面积。
作为一个压力和温度函数，在计算活塞组件的有效面积时要对其进行换算，换算成20℃和零压力条件下的活塞组件有效面积。
在对活塞组件有效面积进行检定时，主要的检定方法就是在用一个检验器上安装标准活塞式压力计和被检活塞式压力计，也可以使用管路来连接标准活塞式压力计和被检活塞式压力计，并对活塞的垂直位置进行调整。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
磁场
可能很大，尤其专用砝码是磁性材料时
绝压工作模式
在该示例中,活塞压力计产生的压力与大气压有关，活塞 的参考面，包括砝码，都置于当地的大气环境中，工作在 表压测量模式；如果参考压力减小到绝对零压，那么活塞 产生的压力就是绝对压力。为实现绝压工作模式，通常用 一个钟形的玻璃罩将质量块封装在其内，用排量合适的真 空泵, 将玻璃罩内的气体抽出。 但将玻璃容器抽成高真空是很难实现的，应测量出内部的 残余压力，并列入压力的计算式中。这样得到绝对的压 力—力值关系式如下： （13） 上式中不包括表面张力修正项，是因为绝压通常只用气体 活塞压力计产生，基本上不用考虑气体介质表面张力的影 响。
浮力影响：
根据阿基米德定律: 物体受到的浮力等于物体排开的流体
的重量。物体在空气中的重量要小于物体在真空环境中的 重量，减少的重量等于物体排开的空气的重量，近似等于 空气的密度乘以物体的体积。对于形状不规则的物体，体 积很难通过几何测量的方法计算得到，即便可以通过计算 得到，还需要知道该物体材料的密度。如果物体的质量是 以表观值表示而不是以真实质量表示的，则在进行浮力修 正时，只要知道称量该物体质量时所使用的标准砝码的密 度就可以了。这种方法已被普遍接受，并使得浮力影响修 正得以简化。
基本型
基本型是所有活塞系统类型中最简单的一种结构， 其结构原理如图 2 所示。
基本型结构中，活塞筒的外表面始终暴露在大气 中。活塞筒的直径会随着压力的增加而增大，从 而导致活塞有效面积的增大，为“正”压力变形 系数。
复入型
复入型 ：如图3 所示。
在这种结构类型中，将活塞系统内部压力施加到 活塞筒外表面的一部分。这样以来，当系统压力 增加时，活塞的有效面积通常会减小，为“负” 压力变形系数。
不确定度影响ห้องสมุดไป่ตู้素
由此方法得到的压力的不确定度取决于仪器本身 的物理特性（和不确定度）以及许多外部影响因 素。 所有因素都必须予以深入的分析和考虑。对 不确定度影响因素的重视程度将直接决定测量结 果“误差”的大小。
不确定度内部影响因素
来自活塞式压力计本身的测量不确定度的影响分 量主要有：砝码、活塞系统的刚度、活塞系统的 温度膨胀系数、流体的表面张力、垂直度影响、 以及磁场对磁性部件的影响等。
由公式（5）、公式（6）可以得到有效力值的表达式为：
（7）
面积修正
弹性变形
当压力计的工作压力增加时，活塞/活塞筒会发生弹性变 形，使得活塞/圆筒体的有效面积也发生变化，这种面积 的改变可以用一个二次多项式来表示： （8） 式中：
• Ao——某参考压力下活塞的面积 • b1 & b2——弹性变形系数，可通过实验获得 在许多应用中，可以用压力与有效面积的线性关系式和代表校准过程 的随意性的余项来表述以上关系；但在需要完整表达线性数据余项时， 二次表达式可能更好的反映有效面积随压力的变化规律以及随校准过 程的变化规律。
可控间隙型
可控间隙型: 如图4 。
在这种结构类型中，活塞和活塞筒之间的间隙由 作用在活塞筒外部（参与工作部分）的独立压力 控制系统进行控制。目的是消除压力变形系数， 使得活塞的有效面积不随系统试验压力的改变而 变化。
压力与力值的关系—基本因素
影响压力与力值关系的基本因素有：浮力、重力 加速度、流体表面张力系数，以及温度系数引起 的线性膨胀、压力系数引起的弹性变形对活塞有 效面积的影响等。 由压力的基本定义： (2) 式中：
流体静力平衡
流体静力平衡是通过作用在活塞系统的力值与传 压介质产生的反作用力相平衡实现的。活塞系统 由活塞和缸体（活塞筒）组成，二者形成极好的 动密封配合。活塞的面积（有效面积）是已知的， 当已知的力值作用在活塞一端时，活塞另一端的 传压介质会产生与已知力值大小相等方向相反的 力与该力相平衡。由此，可以通过作用力值和活 塞的有效面积计算得到系统内传压介质的压力。 在实际应用中，力值通常由砝码的质量乘以使用 地点的重力加速度得到。
力值
浮力: 在典型的环境下，它相当于砝码重量的0.015% （150ppm）。 重力加速度： gl 每变化 0.001 cm/sec2 可引起压力变化 1 ppm。在美国，不同地域重力加速度的差异可能导致的压 力变化为0.3%（3000ppm）。 表面张力： 对于液体活塞压力计，根据活塞的直径不同 而不同，能达到20Pa(0.003psi)，这在低压力时影响很大。 垂直度：与纵轴的偏离使垂直分力减小，减小的值与偏离 角的余弦成比例，偏离1 度时，存在0.015%的误差，偏离 0.1 度时，误差为2ppm。
液柱高度差
气柱高度差
80Pa/cm(0.031psi/in)
大气压力下为： 0.1Pa/cm(0.0005psi/ft)
最主要的误差源
表2 压力测量不确定度中不可修正的干扰因素
不确定度因素 温度测量误差 不垂直度 活塞压力计周围的空气流动 活塞压力计或附近物体产生的静电 可能的误差值 9ppm/℃（碳化钨） 7´以内，为+2ppm 可能很大 可能很大
力值修正
在对表观值表示质量的砝码进行浮力修正时，可以不必知 道砝码的密度，而直接通过称量该物体质量时所使用的标 准砝码的密度进行修正（可推导证明）。尽管这样会引入 很小的误差，但对于活塞压力计的浮力修正很实用，且不 会造成明显的误差。 浮力修正公式为： （5） 式中：
• ρa = 砝码周围空气的密度 • ρs = 上级标准砝码的密度
面积修正
温度系数
当系统温度改变时，活塞/活塞筒的有效面积也将改变， 变形量可通过下式计算： （9） 式中：
• • • • Ao(t) ——工作温度下有效面积的修正 Ao(reft)——零压力和标准温度下活塞的面积 c ——热膨胀系数 θt——标准温度和实际工作温度的差值
结合式（7）、（8）、（9），我们可以得出 P-F 关系式： (10)
• Pr --- 活塞工作端面压力值 • F --- 作用在活塞上的力值（砝码重力） • Ae --- 活塞系统有效面积
压力与力值的关系—基本因素
又由， 得到： 式中： (3) (4)
• Ma = 砝码质量(经标准检定给出的表观值,包括活塞及连 接件质量). • gl = 使用地点重力加速度
力值修正
活塞式压力计 基本原理及应用
作者： Kurt Solis 德鲁克集团美国罗斯卡仪器公司 技术副总裁 P.O. Box 630009, Houston, TX 77263-0009, USA 翻译：董春虎 代表处经理 英国德鲁克有限公司北京代表处
摘要
本文对活塞压力计的工作原理、结构类型、 误差因素进行了较为详细的介绍，并结合 具体实例，对活塞压力计的不确定因素进 行了定量分析。 关键词：活塞、压力计。
式中：
• k = 比例系数 • h = 被测试仪表感压点与活塞参考平面的垂直高度差。被测试仪表在活 塞参考面上方时为正，下方为负。 • gl = 当地重力加速度 • ρf = 流体介质密度，随压力改变而变化，在介质为气体时尤为明显。 • ρa = 空气密度。通常取 0.00118g/cm3, 也可根据使用地点的气压、温 度、相对湿度计算得到。
压力的定义
压力（P）不是独立的基本物理量，而是质量和 长度量的导出量。 压力的定义为：P = F/A (1) 式中:
• F 为力值 • A 为承受该力值的面积
根据以上原理，我们可以采用多种方法通过特定 的机械装置产生压力。其中最常见的方法是液体 压力计装置和活塞式压力计装置。
理论依据及结构
活塞式压力计又称为静重式压力计，是利用流体 静力平衡原理及帕斯卡定律工作的仪器。 活塞式压力计的结构类型有很多种，最基本的结 构原理如图 1 所示。
力值修正
重力加速度影响：
从公式（4）可以看出，重力加速度对力值有直接的影响。
根据力值（F）、质量（M）、重力加速度（gl）选用单位 的不同，定义系数k：
• k = 1---当F 单位为N, M 单位为kg, gl 单位为m/s2 时； • k = 1/980.665--- 当F 单位为公斤力, M 单位为kg, gl 单位为cm/s2 时。
力值修正
表面张力：
当活塞压力计工作介质为液体时（例如油或水），必须对
表面张力的影响加以考虑。至少，需要量化其对活塞压力 计整体性能的影响。 活塞筒顶部与活塞接触部位存在的半月形油膜的表面张力 会产生作用于活塞轴向的力。 表面张力定义为： （6） 式中：
• τ = 表面张力系数 （N/m） • C = 活塞周长（cm）
高度差修正
前文叙述的压力—力值关系式考虑，即式（10），仅在活 塞压力计的参考平面上是成立的，实际应用中，我们往往 更关注被测试设备的受压点的压力。这需要对系统内流体 （气体或液体）的高度差造成的压力差进行补偿。进行表 压模式测试时，参考压力（气压）随高度的变化也必须考 虑。
高度差修正
以图5 为例，活塞参考平面处的压力以PA表示，被测仪表感压点的压 力以PB 表示，则： （14）
不确定度外部影响因素
来自外部因素的不确定度影响分量主要有：使用 地点的重力加速度、砝码在空气中受到的浮力、 操作环境的受控程度和稳定程度。 应该注意到：我们以上讨论的不确定度分量只是 局限在活塞压力计本身的测量不确定度进行分析 得出的。如果我们要给出被校验仪器的测量不确 定度报告，还必须对其他因素加以考虑。这些因 素包括：与流体介质种类和参考压力（或气压） 相关的位置差、系统泄漏、温度梯度等。
面积
温度系数： 与活塞/活塞筒的材料有关，例如：
活塞材料 钢 碳化钨 碳化钨 活塞筒材料 钢 钢 碳化钨 温度系数（ppm/℃） 24 15 9
压力系数：与几何形状和材料有关，它能产生约0.05%的 误差（500ppm）。
最主要的误差源
表1 活塞压力计的典型修正因素
修正参数 当地重力加速度与标准重力加速的偏差值 根据环境气压，温度和湿度确定的砝码在空气 中受到的浮力 活塞的有效面积随压力的变化 偏离标准温度时活塞和活塞筒的变形 不修正情况下的典型影响 1500ppm(美国) +140ppm 浸入型活塞为：1.4ppm/MPa 9.1ppm/℃（碳化钨）