活塞式压力计的误差修正
测量气体活塞式压力计有效面积时气柱差的误差分析
直 接平衡法 （ 全压 法） ：是利用 流体静 力平衡 原理 ，
通 过 已知标准活塞 压力 计底 端 的压力 ，得 到被 测活塞 压 力计 活塞底端 的压力 ，并 通 过变换 压力 定义公 式 ，求 得 被测 活塞 的有效 面积 。即通过公式 （ ）计算 。 １
Ｅｒ ｏ ｒ ｒ Ａｎａ ｙ ｉ ｆＧ ａ ｌ ｎ ｉ ｅ ｅ ｅ ｄ ｉ ｅ ｓ ｉ ｆｅ ｔｖ ｒ ａ ｏ ａ ｓｏ ａ ｅ ｌ ｓｓ ｏ ｓ Ｃｏ ｕｍ Ｄ ｆ ｒ ｎｃ ｕｒｎｇ Ｍ ａ ｕｒｎｇ Ｅｆ ｃ ｉ ｅ Ａ ｅ ｆＧ ｓ Ｐｉｔ ｎ Ｇ ｕｇ
ｃ ａ ｇ ｆ ｈ ｒ ｓｕ ｅ Ｅ ｅ ｈ ｕ ｈ ｔｅ ｈ ｉｈ ｏ ｅｇ ｓｃ ｌ ｍｎ ｉ ｉ ｖ ｒａ ｌ ． ｂ ｔｔｅｐ ｅ ｓ ｒ ａ ｓ ｄｂ ｈ ａ ￣ｕ ｓｃ ａ ｇ ａ ｌ． ’ａ ｃ ｅ ｔｓ ｈ ｎ ｅ ｏ ｅ ｐ ｅ ｓ ｒ． ｖ ｎ ｔ ｏ ｇ ｅｇ ｔ ａ ｏｕ ｎ ａ ｂ ｅ ｔ ｈ ｆ ｈ ｓ ｉ ｕ ｈ ｒ ｓｕ ｅ ｃ ｕ ｅ ｙｔ ｅｇ ｃ ｍ ｉ ｈ ｎ ｅ ｅ １ ｔ ｒ ａｅ ｓ ｎ ｂ ｈ
ＬＩ Ｘｉ ＷＵ。 ＳＨＥＮＧ ａ ｙａ ｎ— Ｘｉ ｏ— ｎ， ＺＨＡＮＧ ａ Ｘｉ ｎ， Ｗ ＡＮＧ Ｌｉ
（ ｈｎｅ ｅｇＩｓｔｔ ｏ ｅ ｏｏｙ＆Ｌ Ｍｅｓｒｍｅｔ ｅｉｇ１０ ９ ，Ｃ ｉ ） Ｃ ａ ｇｈｎ ｔｕｅ ｆ ｔ ｌｇ ａｉ Ｍ ｒ ａｕｅ ｎ ，Ｂ ｉｎ ００ ５ ｈｎ ｊ ａ
ｓ ａｌ ａｓｏｅ ｍｎ ｅｔ ｒｓ ｒ ａｓｄｂ ｅｄ ｅｅｃ ｅｌｕｄ （ ａ） ｏ ｔ ｏｒ ｅｅｃ ｌ ｓｏ ｅｐｓ ｎｇｕｅＴ ａ ｍ ａ ｓ ｈ ｍ ｌｍ ｓ ｔ ｌ ｉ￣ ｅｐｅｓ ｅｃｕｅ ｙｔ ｉ ｒｎｅｏ ｔ ｑ ｉ ｇ ｉ ｈ ｕ ｈ ｆ ｆ ｈ ｉ ｓ ｆ ｈ ｔ ｅ ｒｎｅｐａ ｆｈ ｉ ｏ ａｇ． ｈｔ ｅｎ ｅ ｅｗ ｆ ｎ ｔ ｔ ｔ ｐｅｓｒ ｃｕｅ ｙｔｅｌ ｕ （ａ） ｃｌ ｎｉ ｉ ａ ａｌ Ｂ ｔ ｗｎ ｅｃｍ ｒｓｂｌ ｆｈ ａ，ｔ ｅｓｙｏ ｅｇ ｈ ｇ ｇｗｔ ｔｅ ｒｓｕｅ ａｓ ｂ ｑｉ ｇ ｄ ｈ ｉ ｄ ｓ ｏ ｍ ｖｒ ｂｅ ｕ ｏｉｇｔ ｔ ｏ ｐｅｓ ｉｙｏ ｅｇｓ ｈ ｄｎｉ ｆ ｈ ａ ｉ ｃａ ｉ ｉ ｈ ｕ ｓｎ ｉ ． ｏｈ ｉｉ ｔ ｅ ｔ ｔ ｓ ｓ ｎ ｎ ｈ
活塞压力计检定数字压力计的液柱高度差修正
活塞压力计检定数字压力计的液柱高度差修正摘要：目前活塞压力计检定数字压力计已经广泛的应用到了各项生产实践活动中，能够有效的测量压力的具体值，得到更加准确的数据。
根据实际情况看来，这种压力计在使用过程中很有可能会出现液柱高度差，因此就需要进行有针对性的修正工作，这样才能够提高该压力计的精度。
关键词：活塞压力计检定数字压力计；液柱高度差；修正总体来看，现阶段数字压力计的性能已经越来越优质，稳定性越来越好。
特别是活塞压力计检定数字压力计能够十分高效的对压力值进行测量，使用比较便捷，检测效率比较高。
做好液柱高度差修正具有较强的现实意义，能够更好的发挥这种压力计的效果。
一、关于活塞压力计检定数字压力计的概述活塞压力计检定数字压力计在测量具体的压力数值时，通过压力传感器来采集压力信号，然后将信号传入到信号处理单元中，经过这个流程之后，压力的模拟量就已经转变为了数字量，能够直接通过显示器显示出来，以便相关人员查看和使用。
目前关于活塞压力计检定数字压力计使用标准比较高，《数字压力计》对测量精度以及测量范围做出了明确界定，由于活塞式压力计拥有比较高精度的测量效果，因此对0.05级以上的测量能够发挥比较好的效果。
在检定压力时，0.02级可以检定0.05级的数字压力计。
如果工作介质为液体，就必须要能够做好高度差修正工作。
具体的流程是需要首先将活塞式压力计和被测数字压力计的受压点置于同一水平面上，如果不能够达到这种情况，也就意味着这两者之间并不是处于水平的状态，就需要针对高度差引起的检定附加误差进一步进行计算。
对于这方面也有一些规定，附加误差必须要小于最大允许误差的1/10，否则就需要进行高度差修正。
二、活塞压力计检定数字压力计的液柱高度差修正要点2.1 修正公式在具体的修正过程中，可以依据相对应的公式，因高度差引起的附加误差修正值可以看作是由工作介质密度、检定当地的重力加速度以及高度差这三个参数之间的乘积。
一般来说，厂家都会直接指出压力计的受压点，但是在一些特定的情况下，厂家也不会给出具体信息，因此就需要自行确定。
活塞式压力计误差研究
它生压 ｐ ＝ （ ） 产的力＝ 警 １ －
ｇ（ ———————— ｈ ｂ １ ■——一
＋
式 中 ， 。 ６称 为活 塞系统 的线 膨 胀 系数 。 由 ａ ＝ａ ＋ａ ，
此 引起 的活塞有效 面积 的相对 误差 为 ＝ （ 一￡） ￡ ０
一
９．０ ６ １ ．０ ６ ｏ２ ８ ６ ５Ｘ（ —０ ０ ２ ５Ｘｃ ｓ ￣）
Ｐ ： — ｇ ￣ Ｍ ｈ
＝
由于重 力加速 度 的影 响而 产生 的误差 为
△ ｐ＝ ｍ ＝（ ＿１跏 ）
一
时 ， 以忽略 温度 的影 响 。 可
４ 空气浮 力 的影响
相对 误 差为垒 ：一ｔ Ｓ ２ 活塞 有效面 积 的影 响
由于 ， 如果 按检定 规程要 求 ， 活 塞 的砝码 进 行质 量 对
ｐ＝
由于 ｄ ／ ｈ与 ｈ同量级 ， 忽 略高 阶 小量 的情 况 下 ｂｄ 在
式（ ４—２） ７可写成
ｔｅ ÷（ｄ —ｄ ） ｂ ｔ ． Ｙ ２ ｂ ｈ
． ） ０
警
根据 国 际法 制计 量 组织 的建 议 ， 活塞 初 始 有 效 面 积
的不确定 度允许 为其 综合不 确定度 的 ５ ％。 ０
Ｓ ＝Ｓｏ１ １ ｔ ｏ ｊ ＋ａ （ —ｔ） ｌ
力 计 的测量 准确 度有 一定 的影 响。
１ 重 力加 速度 的影 响
地球上 各地 的重 力 加 速度 各 不相 同 ， 同质量 的砝 相 码 和活塞连 接件 在不 同的地 点具 有不 同 的重力 。是 由于 各地 区 的还 将把 高度 ｈ 地 理 纬度 不相 同导致 重力 加 、 速度 ｇＯ 同 ， 对 新 购 置 的 压 力计 必须 进行 重 力 加 速 ｈ不 故 度 的修正计 算公 式 为
活塞式压力计的基本原理及应用
图2
活塞/活塞筒（活塞系统组件）的类型 对活塞压力计测量结果影响最大的因素
（尤其在高压力时）是压力对活塞有效面积的 影响。这就是我们通常所说的“压力形变系 数”。基于以上认识，我们通过多种方法对活 塞系统组件加以完善，力图消除或减小“压力 形变系数”对测量结果的影响。
最典型的活塞系统组件有三种结构形式， 分别叫做“基本型”、“复入型”和“可控间 隙型”。这三种结构形式的活塞系统组件由于 其易实现性和商业上的可行性，至今仍被广泛 采用。
环境： gl - 978.72346 cm/sec2
P(ref) - 大气 ρa - 0.00118 gm/cm3
h - 0 cm (无高度差)
根据式（10）可计算所需的砝码质量 M a
（表观值），也可用下式计算：
( ) Pr • Ao • 1+b1 • p +b2 • p 2 •(1+c•θt )
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。
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
活塞式压力计的基本原理及应用
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。
fpg8601微压气体活塞式压力计的校准
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活塞式压力计校准数字压力计的不确定度分析
陈
睿
武腾 腾
（ 东 华计 量测 试 研 究 院 ， 江西 南 昌 ３ ３ ０ ０ ２ ９ ）
摘
要： 以具体事例介绍了用活塞压力计校准数字压力计时 ， 其校准结果的不确定度分析分析与评定过程 ， 并给 出其校准结果 的扩展 不确定度 。
关键词 ： 活塞压力计 ； 数字压力计 ； 校准结果 ； 不确定度
（ ４ ） 数 字压 力计 的分 辨率误 差 ；
（ ５ ） 环 境 温度变 化 ；
式中： Ｐ 一气柱 或液 柱造 成 的压力 差 ， Ｐ ａ ； ｐ 一介 质 密
（ ６ ） 零 点 漂移 。
４ 各输入 量 的标 准不确 定度分 量
度， ｋ ｇ ／ ｍ ３ ； 一 当地重力 加 速 度 ， Ｉ ｎ ／ ｓ ２ ； 一标 准活 塞 式 压 力计 工作 位置 与数字压 力计 感压 面位 置差 ， ｉ ／ ｉ ａ ｒ 。 ．
数学 模 型 ： Ａ ｐ＝Ｐ ｘ —Ｐ
式中： △ Ｐ 一 被检 数字压 力计 示值误 差 ；
一
被检 数字 压力计 示值 ；
ｅ ｅ ｌ 计算 出重 复测量 引人 的标０一
Ｐ 一 标准 压力 计 的示 值 。
２ 校 准方 法
４ ． ２ 标准装置校准数字压力计时引人 的不确定度分量 ｕ ２
厂Ｔ— 鲁Ｌ ■
一
厂
计》 计 量 检 定 规 程 开 展工 作 ， 出具 校 准 证 书 时， 须 按 Ｊ Ｊ Ｆ １ ０ ５ ９ —１ ９ ９ ９ （ ￣ Ｊ ｍ 量不确定度评定与表示》 的要求 ， 给出
不确 定度 。在 校准 测量 数字压 力计 时一般 用多次 测量 结
以平均值的实 验标准差 ｓ （ 兢） 作 为该 测量 结果 的标 准 不确定度 ， 即此测量结果 的 Ａ类标准不确定度 ， 其值为 ：
活塞式压力计常见故障排除方法
活塞式压力计常见故障排除方法
活塞式压力计是一种常见的测量流体压力的仪器。
但是，在使用过程中，也有可能会出现一些故障。
下面，我们将介绍一些常见的活塞式压力计故障，并提出相应的排除方法。
压力值不准确
如果活塞式压力计测量出的压力值不准确，有可能是以下几个原因：
1.未正确校准：在使用前，需要确保压力计已经正确校准过，如果校准
不准确，会导致测量结果错误。
2.零点漂移：长时间使用会导致零点漂移，此时需要重新校准。
解决方
法是在测量前先将压力计静止，使其处于零点状态。
3.过度应用压力：如果应用的压力超过压力计的量程，也会导致测量结
果不准确。
指针摆动不稳
当活塞式压力计的指针在测量过程中摆动不稳，有以下几个原因：
1.过度应用压力：在使用时不要超过压力计的量程，否则会导致指针摆
动不稳。
2.机械部件孔或表面损坏：使用后应该及时清洁机械部件，否则灰尘会
影响活塞的移动，从而导致指针摆动不稳。
3.机械部件粘合：因为机械部件在使用过程中容易受到高温或高压的影
响，导致部件粘合。
解决方法是将机械部件拆开清洁后重新安装。
感应干扰
活塞式压力计在使用时也可能会受到外部的感应干扰，导致测量结果不准确，如果遇到了这种情况，应该考虑以下几个方面：
1.避免电子噪声的干扰，可以将压力计和电子设备分开。
2.避免磁场的干扰，可以将压力计远离磁场。
3.避免机械震动和振动的干扰，可以将压力计固定好。
总结
以上是活塞式压力计常见的故障以及相应的排除方案。
在使用过程中，应该经常对压力计进行维护和校准，以确保测量结果的准确性。
活塞式压力计检定压力变送器示值误差的不确定度评定
（ １ ）
Ｐ 一压力变送器输入压力值 （ Ｐ ａ ） ；
Ｐ 一 压 力变送 器输 入压 力量 被测压力变送器示值标准不确定度 “ （ １ ） 压力 变送 器 电流输 出多次量 重复性 测量 引起 的标 准不确定度分量 （ ２ ） 数 字多用 表示值 误差 引入 的标 准不 确定 度 ５ ． ２ 压 力变送 器输 入压力 引入 的标 准不 确定 度 Ｕ （ １ ） 活塞式压力计准确度引入 的标 准不确定度分量 Ｕ ２ 】 （ ２ ） 活塞式压力计工作面与压力变送器感压面位置差 引入的不确定度分量 Ｕ
《 对量 与潮试技 术 １ ４羊 第４ １基第 ３期
活 塞 式 压 力 计 检 定 压 力 变 送 器 示 值 误 差 的 不 确 定 度 评 定
关卫 军 郭建 文 王爱 华
（ 陕西省计量科学研究院 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ６ ５ ）
摘 要： 压力变送器使用越来越广泛 ， 针 对压力变送器的检定使用的标准器种类 比较多 ， 本文对使用活塞压力计检定压 力变 送器示值误差 的测 量结果 不确
６ 不确 定度分 量 的评定
０ 一压力变送器输 出起始值 （ ｍ Ａ ） 。
３ 灵 敏 系数
６ ． １ 压 力变送器输 出电流重 复测量 引入 的不 确定 度分 量
Ｕｌ ｌ
对（ １ ） 两边 求偏 导则 有
ｕ
２
。 ＝
（
＋ （ ） ２ ｕ ；
Ａ类 ， 根据以上检定方法检定 ３ 个循环 ， 测量示值误 差数 据如 表 ２ （ ｍ Ａ ） ：
压力 变送 器 是一种 将压 力变 量转换 为 电信 号输 出 的
仪表 ， 而且其输出信号与压力变量之间成线形函数关系。 压力 变送 器 在作 检定／ 校准 时采用 比较法 进行 。 １ ． ２ 校 准／ 检 定 信息 通过 实例 来 进行 分 析 ， 本 次测 量 所 使用 的标 准器 和
重力加速度
影响活塞式压力计具有准确度高、性能稳定、操作简单等优点，在量值传递、精密测量、常规测量方面得到了广泛的推广和使用。
活塞式压力计误差主要来源有两个:一个是活塞有效面积A;另一个是砝码质量m。
由于各地重力加速度不同，对活塞式压力计的误差影响很大。
在不同地区使用活塞式压力计要注意对砝码的质量按使用地点的重力加速度进行修正。
一、问题的提出在活塞有效面积检定中，其被检活塞式压力计有效面积计算中，重力加速度在等式两边约去。
所以检定有效面积时，重力加速度的准确与否对其没有影响。
活塞专用砝码质量是根据已经测得的活塞面积，计算压力对应的砝码质量。
其计算公式为式中:m--专用砝码质量，kg;p--被测量压力值，Pa;A′--被检活塞的有效面积，m2;ρa--周围空气密度，kg/m3;ρm-专用砝码、活塞及其连杆材料密度，kg/m3;g--活塞式压力计使用地点的重力加速度，m/s2。
重力加速度是其中一个重要的计算参数，其准确性直接影响活塞质量。
从JJG59-2007《活塞式压力计》检定规程中可知，乌鲁木齐地区的平均重力加速度值为9.8015m/s2，而通过实际测量工作地点的纬度和海拔高度，以重力加速度计算公式进行计算，计算出的重力加速度值与JJG59-2007给出的重力加速度值相差很大。
二、误差计算为了研究乌鲁木齐地区重力加速度值测定不准引入误差对活塞式压力计标准装置的影响，通过对自治区计量院压力检定室地理位置海拔高度、纬度实际测量的数据进行分析，计算重力加速度值，并探讨同一地区重力加速度测定不准对引入误差数值的影响。
我院压力检定室的纬度是43.989°、海拔高度是730m。
通过重力加速度计算公式，得式中:R--地球半径，等于6371×103m;h--测量地点的海拔高度;Φ--测量地点的纬度。
经过计算，我院的重力加速度g=9.8035m/s2，而JJG59-2007中乌鲁木齐的重力加速度为9.8015m/s2，重力加速度误差将引起活塞砝码质量误差达到0.02%，而JJG59-2007中最低级别的0.05级活塞砝码质量的最大允许误差仅为±0.02%，0.02级和0.005级活塞的砝码质量要求更高。
压力表计量校准资料
压力表计量校准资料一、计量标准的工作原理及其组成工作原理：使用二等活塞式压力计标准装置校准精密压力表和一般压力表都是根据静力平衡原理，采用标准压力值和被校压力值直接比对方法进行校准。
其组成部分为：（1）、二等活塞式压力计，产生标准压力值；（2）、被校精密压力表和一般压力表；（3）、造压泵。
同时给标准，被检造压。
二、选用的计量标准器及主要配套设备三、计量标准的主要技术指标校准二等活塞式压力计标准装置主要技术指标如下：测量范围：0～60MPa测量总不确定度：U=0.06％ k=2 四、环境条件五、计量标准的量值溯源和传递框图1101012)(-∑-=i X X i 六、计量标准的测量重复性考核标 准 偏 差 δ＝＝0.009MPa %03.025009.0==s根据测试不确定度此计量标准的测量重复性符合要求。
选一只0.4级，0～25MPa 的精密压力表，使用二等活塞式压力计，1～25MPa ，在相同条件下，在20MPa 这一点反复校准10次，计算重复性。
X =20.02MPa七、计量标准的稳定性考核根据测试不确定度得出，此二等活塞式压力计的实际测试值的稳定性都符合该标准的要求。
八、测量不确定度评定一．概述：1．测量方法：依据JJG59-1990《二等标准活塞式压力计检定规程》。
2．环境条件: 温度(20±2)℃，相对湿度≤80%。
3．测量标准：二等标准活塞式压力计基本误差为±0.05％。
4．被测对象：二等标准活塞式压力计。
5．测量过程：根据液压静力平衡原理，采用作用在活塞下端面上的力与砝码的重力相平衡的方法进行压力计活塞有效面积的测量。
将被测活塞压力计活塞系统安装在标准活塞压力计测量标准上，加压后，当两个活塞在工作位置达到平衡时，产生的压力相等。
二、A 类：计量标准装置标准偏差（重复性）%03.0=S 三、B 类：1、一等检二等标准器带来的极限误差%03.01=e 按正态分布，取k ＝3，则%007.01=u ；2、压力计专用砝码按规程极限误差%03.02=e 按正态分布，取k ＝3，则%007.02=u ；3、压力计活塞有效面积按规程极限误差%03.03=e 按正态分布，取k ＝3，则%007.03=u ；4、塞不垂直按规程不超过5＇，计算极限误差%0001.04=e 按正态分布，取k ＝3，则%00003.04=u ；5、重庆g ＝9.79136m/s 2，成都g ＝9.79134m/s 2，重庆地区重力加速度变化在9.79136 ±0.00002 m/s 2，专用砝码按g ＝9.79136m/s 2计算，产生极限误差%0002.05=e ，按正态分布取k ＝3，则%00007.05=u 。
二等活塞式压力计标准装置测量结果的不确定度评定
二等活塞式压力计标准装置测量结果的不确定度评定一、概述1.测量依据JJG49-1999《弹簧式精密压力表和真空表》检定规程。
2.环境条件0.25级精密压力表的环境温度要求为(20±2)℃，相对湿度不大于85%。
3.测量标准二等活塞式压力计。
4.被测对象0.25级精密压力表，最大允许误差:±0.25%。
5.测量过程二等活塞压力计标准装置由活塞系统、专用砝码和底座等组成。
活塞系统工作时，活塞应稳定悬浮于活塞筒中，活塞底部向上的力与活塞上砝码所产生的重力相平衡。
用直接比较法进行检定。
二、数学模型式中:δ——示值误差，MPa；P被——被测表在被测点的示值，MPa；P标——加在标准器专用砝码产生的标准压力值，N/m2；m——活塞及附在其上零件的质量和所加专用砝码的质量，kg；g——压力计使用地点重力加速度，m/s2；A——活塞式压力计的活塞有效面积，m2。
三、不确定度来源由数学模型可以看出，不确定度的来源有标准装置的重复性测量、二等专用砝码、活塞的有效面积和重力加速度。
四、标准不确定度的评定1.标准装置重复性测量引入的标准不确定度u(P)的评定选一个测量范围为(0～0.6)MPa、性能较稳定的精密压力表，用二等活塞压力计在0.2MPa处进行10次重复性测量，测量结果如表1所示。
表1 重复性测量结果表试验标准偏差为依据JJG49-1999，对0.25级精密压力表应进行两次校准。
标准装置重复性测量引入的标准不确定度为自由度ν=10-1=9。
2.二等专用砝码引入的标准不确定度u(m)的评定根据检定规程，二等专用砝码的质量允差为0.02%，属均匀分布，包含因子，则对于0.1kg，对于0.5kg，在校准过程中，最多需要用6个0.1kg和10个0.5kg的二等专用砝码，这些二等专用砝码引入的标准不确定度彼此独立不相关，则估计，自由度νm1=νm2=50。
所以3.活塞有效面积引入的标准不确定度u(A)的评定在温度不同时，活塞有效面积应做温度修正，修正的公式为A=A20(1+kΔt)=A20〔1+(α+β)Δt〕式中:A——活塞的有效面积；A20——20℃时活塞的有效面积；k——活塞压力计的热膨胀系数；α、β——活塞和活塞筒材料的热膨胀系数；Δt——温度差，Δt=t-20。
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
一种活塞式压力计有效面积新型校准方法的不确定度分析
0 引言 活塞式压力计是一种基于压力单位定义的原理
来复现压力量值的仪器，工作时由砝码产生的重力 作用在活塞有效面积上，与压力产生的作用力相平 衡。基于此原理，活塞式压力计具有很高的准确度 和稳定性，大量用于压力计量标准的主标准器，需 要按期溯源。而对于活塞式压力计的检定 [1-2] 或校准 过程来说，核心环节是活塞有效面积的量传。将标 准活塞和被检活塞通过管路连接起来，在两个活塞 上添加一定质量的砝码使两者保持相对平衡，从而 根据砝码质量和标准活塞的面积计算出被检活塞的 面积。这一过程十分耗时，因为添加的砝码质量未知， 需要不断试放砝码并观察活塞的平衡趋势，最后标 准和被检活塞平衡时砝码的质量要精确到几十毫克， 和活塞的鉴别域相仿。
由于标准活塞的面积已知，便可以根据式（1）
计算得到标准活塞侧产生的压力 p1。当标准活塞和 被检活塞都处于工作位置时，可由差压计测得标准
活塞和被检活塞的压差值 Δp，进而计算得到被检
活塞产生的压力 p2。即：
p1
=
m1gcosθ1(1 -
ρa ρm1
)
+
2πγ
A1 π
[1 + α1(t1 - 20)](1 + λpi1)
+ (ρl - ρa)gh
（1）
式中：A0 —— 在 20 ℃参考温度和当地大气压下活 塞系统的有效面积，m2；
λ —— 压力形变系数，MPa-1；
t —— 活塞温度，℃；
m —— 活塞、承重盘和连接件、专用砝码质
量，kg；
α —— 活塞组件的热膨胀系数，℃ -1； ρa —— 空气密度，kg/m3；
ρm —— 砝码、活塞、连接件和承重盘平均密 度，kg/m3；
ρl —— 工作介质密度，kg/m3； g —— 重力加速度，m/s2；
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。
简单活塞式压力计的误差修正
这就屉说 ， 用同一 组 专用砝 码在Ａ地 测得 的压 力值 Ｐ ， Ａ
就 廊进 行温 度修 正 。 由活塞 有效 面积计 算式 ：
Ａ＝ ６ ｒｂ ａ ｂ ＝ｒｂ 仃 ｃ （－ ）ｃ ａ （） ３
ｔ Ｐ－ ％ ． （） ２
空 气浮 力 的影 响 。 成 的误差 在 常压 下 （０ ３ ５ ａ 约 造 １１２Ｐ ） 为 土 ．１ ％。一般 在砝 码 配重 时 已考虑 这个 影响 了 。 ００ ５ 三 、 度 影响 的修正 温
任 何物 体都 要受 温度 的影 响 ． 塞有 效 面积 在环 境 温 活
＝ × ０５ １ １ ＿℃，铜 取ａ ２ ｌ ￣ ； 、扩一 温 度 ２ ℃时 ， ／ ＝ ｘ ０￣Ｃ）‰ ６ ０ 活
塞、 活塞 筒半 径 （ 。 ｍ）
即 在 贵 阳 市测 得 的 压 力值 为 成 都 测 得 的 压 力 值 的
ห้องสมุดไป่ตู้
将 和６代 人式 （ ） ３
７ ０６ 圈 ４ ２０． 计量 ２中
０１ ７ ．５ ％的误 差 。 因此 ， 新购 置 的 力计 必须 进行重 力加 速
和 ± ｘｌ ０ ０ ％ ％
它们 分别 为压 力计 准确 度 的０１ 。 使用 方便 ， ． 倍 为 国家
标准 规定 可 不进行 修 正
二、 空气 浮 力影 响的修 正 活塞式 压 力计 的专 用砝 码在 空气 中使 用 ． 由于空 气 浮 力作 用 ， 将使 砝 码 重 力不 能完 全 作 用在 活 寨 上 ， 对质 量 为
维普资讯
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简单活塞式压力计的误差修正
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。
关于液柱平衡活塞式压力计测量误差的修正计算式
关于液柱平衡活塞式压力计测量误差的修正计算式
蒋思敬;赵普俊
【期刊名称】《计测》
【年(卷),期】1989(015)001
【总页数】2页(P18,17)
【作者】蒋思敬;赵普俊
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TK312
【相关文献】
1.活塞式压力计专用砝码质量在计算和修正中的问题 [J], 李燕华
2.活塞式压力计专用砝码的溯源及质量修正 [J], 翟巧丽;吴少辉;程斌
3.电力系统的三相不平衡讲座：第一讲电力系统三相不平衡的基本概念及其计算式 [J], 林海雪
4.浅谈二等活塞式压力计专用砝码质量值的修正 [J], 覃开焱;黄成芬
5.简单活塞式压力计的误差修正 [J], 周洁
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旋转活塞式流量计的测量原理、误差原因及修复方法详解
旋转活塞式流量计的测量原理、误差原因及修复方法详解旋转活塞流量计是一种容积式流量仪表，它具有工作可靠、测量精度高、压力损失小，当介质粘度大于50cp时，粘度的变化对精度无影响。
它适用于不含固体颗粒介质的液体瞬时流量和累积流量的测量。
仪表使用一段时间后，几经检修，标定数据证实，许多流量计已出现超差现象。
下面我们通过对其测量原理及结构组成的分析，来剖析产生误差的根源和修正方法。
测量原理分析旋转活塞流量计是基于将测量室（V1+V2）连续充满和排空原理进行测量的（见图1）。
测量机构是由带盖的测量室、旋转活塞及隔板组成。
开槽活塞有上、下两个活塞销，隔板径向安装在进出口之间，测量室销与导环同心。
测量时，开槽活塞的槽口沿隔板作直线运动，活塞销沿导环作圆周运动。
由于测量室容积是固定的，则流经测量室介质的瞬时流量大小只与旋转活塞转动的速度有关，累积量与旋转活塞转动的圈数有关。
瞬时流量（Q）=（V1 + V2）旋转速度（V）累积流量（Q）=（V1 + V2）旋转圈数（n）从测量原理我们可以看出，测量是否准确，是否满足或达到该精度要求，主要取决于测量室的容积是否发生变化。
只要容积恒定不变，测量误差就不易产生。
即产生测量误差的根源是测量室容积发生变化。
测量误差的产生与修正1 、测量室客积变化产生的误差与修正旋转活塞流量计在使用过程中，由于工艺管道内压力的变化，使得旋转活塞瞬时转速过大，导致活塞槽口对隔板的冲击，使隔板弯曲。
对这一类表进行检修时发现，凡是隔板弯曲甚至断裂引起的故障，由于旋转活塞旋转时不能按照原来的运动轨迹转动，造成测量室的内壁和底面、活塞上下端面以及内外壁产生严重磨损，甚至出现划痕和凹槽。
在这种情况下，就需要在更换隔板后对测量室及活塞进行研磨，使旋转活塞能在测量室内旋转自如，重新起到测量作用。
但是经过多次检修研磨后，测量室的容积将发生变化（见图2）。
研磨前：V =（V1 + V2）=[（D2 - d2）+（D12 - d12）]。
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『简单活塞式压力计的误差修正』
简单活塞式压力计是由专用砝码直接作用在活塞上的活塞式压力计，受到重力加速度影响、温度影响和活塞有效面积随压力改变的误差修正，以下就从这几点进行阐述：
重力加速度影响的修正
我国各生产厂家生产的压力计专用砝码，其质量一般是按标准重力加速度（9.80665）计算后制作的。
我国幅员辽阔，各地的重力加速度都不同，同一台压力计的一组专用砝码，在不同地区使用时，所得到的压力值也不相同，甚至会严重影响压力计的准确度。
如在北京新购置一台压力计，其专用砝码质量是按标准重力加速度计算后制作的，若不作重力加速度修正而在成都使用，将引起±0.157%的误差。
因此，新购置的压力计必须进行重力加速度的修正。
重力加速度与所在地的海拔高度、地理纬度有关，可用式(1)计算。
(1)
式中压力计使用地点重力加速度（）；R----地球半径，R= 计算，H----测量地点的海拔
高度（m）；----压力计使用地点的地理纬度。
若按修正的压力计砝码移至B地（重力加速度为）使用时，两地测得的压力值有如下关系
(2)
这就是说，用同一组专用砝码在A地测得的压力值，是在B地测得压力值的倍。
压力计在两地测得的压力比等于两地重力加速度之比。
[例]一台活塞式压力计在成都（g=9.7913 ）使用时全部参数均符合要求。
今移至贵阳市（g=9.7868 ）使用，求因重力加速度变化引起的修正量。
解：据式(2)得
即在贵阳市测得的压力值为成都测得的压力值得0.999954倍。
在使用地点的重力加速度和标准重力加速度不同时，对0.05级压力计相差不大于0.0005 ，0.02级压力计不大于0.002时，所带来的相对误差为
它们分别为压力计准确度的0.1倍。
为使用方便，国家标准规定可不进行修正。
二、空气浮力影响的修正
活塞式压力计的专用砝码在空气中使用，由于空气浮力作用，将使砝码重力不能完全作用在活塞上，对质量为的砝码，空气浮力为
因空气浮力影响，作用于活塞上的重力为
式中：----空气密度（kg/m）；----砝码材料密度（kg/m）。
空气浮力的影响，造成的误差在常压下（101325Pa）约为±0.015%。
一般在砝码配重时已考虑这个影响。
三、温度影响的修正
任何物体都要受温度的影响，活塞有效面积在环境温度20℃检定，使用时若超过温度允许范围，活塞有效面积就应进行温度修正。
由活塞有效面积计算式：
(3)
若使用时环境为t,则有
式中：----活塞、活塞筒材料线膨胀系数（钢取℃，铜取℃）；----
温度20℃时，活塞、活塞筒半径（m）。
将代入式⑶
(4)
式中：系数项的乘积太小可以略去。
将式⑷化简并整理得
式中：---环境温度为20℃时的活塞有效面积（m）。
活塞有效面积随温度变化而引起的修正值等于面积的初始值乘以活塞与活塞筒的线膨胀系数之和在乘以温度之差。
从式(5)可知，温度修正可推广到任意温度t,但检定规程规定活塞式压力计使用温度不得超过一定范围，这是因为温度影响比较复杂，如温度变化大，会存在较大的温场梯度，这种不均匀的温度场，对测量影响更难修正。
四、活塞有效面积随压力改变的修正值
活塞有效面积随压力的总改变量方程为
对于测量上限为6MPa以下的活塞压力计，因被测压力较小，活塞有效面积的改变也较小，活塞有效面积的改变也越小，压力计的准确度已包含这项误差，可不修正。
而对于量限为25MPa以上的压力计，此项误差必须进行修正。
测量上限为25MPa的压力计，活塞的变形量为
其相对误差为
式中：A---活塞有效面积标称值0.2cm
测量上限为250MPa的压力计，活塞的变形量为
其相对误差
式中：A---活塞有效面积标称值0.05cm根据GB6863-1986《活塞压力计》国家标准规定：测量上限为（25～60）MPa的压力计，由于活塞受压变形需对砝码质量进行修正，其计算式为：
(6)
式中：---测量上限的一半。
这个计算式不要求砝码按编号顺序使用，给检定带来方便。
测量上限为250MPa的压力计，由于活塞受压变形对砝码质量进行修正，其计算方式为
式中：p---10MPa；g---压力计使用地点的重力加速度n----砝码顺序号的数值。
起始压力计按不变形压力计砝码质量计算式计算，使用时按砝码顺序号使用。
综合以上讨论，活塞式压力计示值受重力加速度、空气浮力、温度和活塞受压力变形等影响的修正量可以分别修正，也可按式(8)进行总的修正。
(8)
式中：----在20℃时活塞不变形情况下的压力值（MPa），且
式中：---在20℃时，不变形的活塞有效面积（m）。
其余符号意义同前。