活塞式压力计检定方法分析

0 引言

    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标准器。由于其具有很高的准确性和稳定性，使其在压力计量领域使用十分广泛。

    活塞式压力计的检定项目主要包括: 活塞有效面积、专用砝码质量、垂直度、活塞转动延续时间、下降速度、鉴别力、密封性、活塞有效面积周期变化率等。其中最重要的是活塞有效面积的检定。

1 活塞有效面积

    活塞组件的有效面积是指活塞筒与活塞杆之间流动介质的中立面面积，近似等于活塞杆面积与活塞间隙面积的一半。由于活塞组件的有效面积是温度和压力的函数，这里说所的有效面积均指换算至零压力、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。

2 直接平衡法

   首先、确定被检活塞式压力计和标准活塞式压力计的活塞及其连接件质量，其次、测出两活塞式压力计参考平面的高度差，再开始进行第一平衡点的检定。在规定的第一平衡点处，通过向两活塞式压力计上分别添加专用砝码，使两者在各自的工作位置处达到平衡。通过流体静力平衡法，计算出被检活塞式压力计的有效面积。其他各点的检定均是如此。

    活塞组件的有效面积是指活塞筒与活塞杆之间流动介质的中立面面积，近似等于活塞杆面积与活塞间隙面积的一半。由于活塞组件的有效面积是温度和压力的函数，这里说所的有效面积均指换算至零压力、20℃下的有效面积。

    有效面积的计算是通过各检定点得到的个别值的平均值来确定的，计算公式如下:

式中，A_'i，0一在零压力和参考温度下，在第L个平衡点时被检活塞式压力计的有效面积，m²; A— 在零压力和参考温度下，标准活塞式压力计的有效面积，m²;m，m'— 标准活塞式压力计和被检活塞式压力计的活塞和砝码承重盘的质量，kg; ρ，ρ'— 标准活塞式压力计和被检活塞式压力计的活塞和砝码承重盘的密度，kg / m³; m_i，m'_i— 在第 i 个压力值平衡后加到标准活塞式压力计和被检活塞式压力计上的砝码质量，kg; ρ_i，ρ'_i— 标准活塞式压力计和被检活塞式压力计的专用砝码密度，kg/m³; ρ_F— 工作介质的密度 kg/m³; H—标准活塞式压力计和被检活塞式压力计的参考水平面间的垂直距离，标准活塞式压力计高时取正值，m;ρ_a— 活塞式压力计周围空气密度，kg/m³; g— 检定地点重力加速度，m/s²; γ— 工作介质的表面张力系数，N / m; C，C'— 标准活塞式压力计和被检活塞式压力计的活塞圆周长，m。