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如何計(jì)算活塞式壓力計(jì)標(biāo)準(zhǔn)砝碼

發(fā)布時(shí)間：2020-01-02 10:03    來(lái)源：西安市高精密儀表廠(chǎng)

如何計(jì)算活塞式壓力計(jì)標(biāo)準(zhǔn)砝碼

 
    活塞式壓力計(jì)誤差主要來(lái)源有兩個(gè):一個(gè)是活塞有效面積A；另一個(gè)是砝碼質(zhì)量m。由于各地重力加速度不同，對(duì)活塞式壓力計(jì)的誤差影響很大。在不同地區(qū)使用活塞式壓力計(jì)要注意對(duì)砝碼的質(zhì)量按使用地點(diǎn)的重力加速度進(jìn)行修正。
 
    一、問(wèn)題的提出
 
    在活塞有效面積檢定中，其被檢活塞式壓力計(jì)有效面積計(jì)算中，重力加速度在等式兩邊約去。所以檢定有效面積時(shí)，重力加速度的準(zhǔn)確與否對(duì)其沒(méi)有影響。
 
    活塞專(zhuān)用砝碼質(zhì)量是根據(jù)已經(jīng)測(cè)得的面積，計(jì)算壓力對(duì)應(yīng)的砝碼質(zhì)量。其計(jì)算公式為
 
    式中:m——專(zhuān)用砝碼質(zhì)量，kg；p——被測(cè)量壓力值，Pa；A′——被檢活塞的有效面積，m2；ρa——周?chē)諝饷芏龋琸g/m3；ρm—專(zhuān)用砝碼、活塞及其連桿材料密度，kg/m3；g——活塞式壓力計(jì)使用地點(diǎn)的重力加速度，m/s2。
 
    重力加速度是其中一個(gè)重要的計(jì)算參數(shù)，其準(zhǔn)確性直接影響活塞質(zhì)量。
 
    從JJG59-2007《活塞式壓力計(jì)》檢定規(guī)程中可知，地區(qū)的平均重力加速度值為9.8015m/s2，而通過(guò)實(shí)際測(cè)量工作地點(diǎn)的緯度和海拔高度，以重力加速度計(jì)算公式進(jìn)行，計(jì)算出的重力加速度值與JJG59-2007給出的重力加速度值相差很大。
 
    二、誤差計(jì)算
 
    為了研究烏魯木齊地區(qū)重力加速度值測(cè)定不準(zhǔn)引入誤差對(duì)活塞式壓力計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置的影響，通過(guò)對(duì)自治區(qū)計(jì)量院壓力檢定室地理位置海拔高度、緯度實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算重力加速度值，并探討同一地區(qū)重力加速度測(cè)定不準(zhǔn)對(duì)引入誤差數(shù)值的影響。
 
    壓力檢定室的緯度是43.989°、海拔高度是730m。通過(guò)重力加速度計(jì)算公式，得式中:R——地球半徑，等于6371×103m；h——測(cè)量地點(diǎn)的海拔高度；Φ——測(cè)量地點(diǎn)的緯度。
 
    經(jīng)過(guò)計(jì)算，我院的重力加速度g=9.8035m/s2，而JJG59-2007中烏魯木齊的重力加速度為9.8015m/s2，重力加速度誤差將引起活塞砝碼質(zhì)量誤差達(dá)到0.02%，而JJG59-2007中最低級(jí)別的0.05級(jí)活塞砝碼質(zhì)量的最大允許誤差僅為±0.02%，0.02級(jí)和0.005級(jí)活塞的砝碼質(zhì)量要求更高。所以，JJG59-2007中給定的重力加速度不能滿(mǎn)足高準(zhǔn)確度的需求。
 
    重力加速度與海拔高度、緯度有直接的關(guān)系，經(jīng)計(jì)算得知在我國(guó)所處的區(qū)域內(nèi)，緯度相差1°的兩地g值相差(0.0006～0.0009)m/s2。在同一緯度地區(qū)海拔每升高30m，g值減小約0.0001m/s2。g值每變化0.000lm/s2，引起活塞質(zhì)量的誤差大約為0.001%。所以為滿(mǎn)足實(shí)際測(cè)量要求的需要，應(yīng)當(dāng)給定準(zhǔn)確的使用地點(diǎn)的重力加速度值。
 
    三、實(shí)際使用中的問(wèn)題
 
    2008年年初，我院建立了0.005級(jí)活塞式壓力計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置。在建標(biāo)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，JJG59-2007中的重力加速度不能滿(mǎn)足需要，我們需要至少能準(zhǔn)確到小數(shù)點(diǎn)后5位的重力加速度數(shù)值。而通過(guò)緯度和海拔計(jì)算得到的重力加速度與JJG59-2007中給定的重力加速度相差較大，在沒(méi)有可靠計(jì)量手段的情況下，不能確定哪個(gè)更為準(zhǔn)確。
 
    經(jīng)過(guò)查詢(xún)資料了解到，自治區(qū)地震局有重力加速度測(cè)量觀(guān)測(cè)站，并且進(jìn)行了長(zhǎng)期的測(cè)量，有十分準(zhǔn)確的重力加速度數(shù)值。在與自治區(qū)地震局聯(lián)系后獲得了重力加速度的相對(duì)數(shù)值。經(jīng)過(guò)與自治區(qū)地震局技術(shù)人員合作，將相對(duì)重力加速度轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)確的絕對(duì)重力加速度值。其值為(9.80097±0.00001)m/s2，這個(gè)值的誤差引起的質(zhì)量誤差僅為0.0001%，完全能夠滿(mǎn)足實(shí)際需要。

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