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、空气浮力影响、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:

　　一、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(9.80665m/s2) 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。

式 中 : gφ———压 力 计 使 用 地 点 重 力 加 速 度 (m/s2);R———地球半径, R=6371×103计算; H———测量地点的海拔高度(m); φ———压力计使用地点的地理纬度。

　　若按gA修正的压力计砝码移至B地( 重力加速度为gB)使用时, 两地测得的压力值有如下关系:

　　这就是说, 用同一组专用砝码在A地测得的压力值PA,是在B地测得压力值PB的gA/gB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=9.7913m/s2) 使用时全部参数均符合要求。今移至贵阳市(g=9.7868m/s2)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的0.99954 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 0.0005m/s2, 0.2 级压力计不大于 0.002m/s2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m的砝码, 空气浮力为

　　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了。

　　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:

式中: α1、α2———活塞、活塞筒材料线膨胀系数 (钢取α=1×10-5/℃, 铜取α=2×10-5/℃); a20、b20———温度 20℃时, 活塞、活塞筒半径(m)。