对二等活塞压力计中变形系数应用的研讨

　　一、前言

　　JJG 59-1990中,22.1条内容为:测量上限值25MPa~60MPa的二等活塞式压力计的专用砝码、活塞及其连接零件的质量,按下式计算:

　　式中p′为测量的压力值(Pa);A′为活塞有效面积(m2);ρa为空气密度(参考值ρa=1.2kg/);ρm为专用砝码、活塞及其连接零件材料密度(钢ρm=7.8×);g为压力计使用地点的重力加速度(m/);p0为在20℃时,活塞未变形的压力,取测量上限值50%的压力(Pa);β为变形系数(作用压力每变化1Pa时,所引起活塞有效面积相应变化值)()。

　　其中:β值取决于活塞和活塞筒材料、尺寸及压力计结构,其值按下式计算:

　　式中:E、E1为活塞筒、活塞的弹性模量(Pa),钢E=0.206×Pa;μ、μ1为活塞筒、活塞的“泊松比”,钢μ=0.28;R1为活塞筒的外半径(m);R2为活塞的半径(m)。

　　根据式(1),我们在检定测量范围为1MPa~60MPa的二等活塞式压力计时,其专用砝码、活塞及其连接零件质量的计算中,必须引入变形系数。

　　二、不同生产厂的活塞变形系数计算

　　二等活塞式压力计在出厂证书中,只给出活塞系统的材料、活塞的有效面积,未给出活塞筒的外半径值,为了计算活塞变形系数,笔者查找了几个厂家的数据。

　　在长期的检定工作中,遇到的60MPa的活塞压力计,活塞的面积相同,而活塞筒的外半径却各不相同。现就三个厂家的60MPa、有效面积0.1cm2的活塞压力计,按式(2)计算活塞变形系数。计算结果如表1。

　　三、专用砝码质量的计算

　　现有测量范围为:1MPa~60MPa,西安仪表厂、上海自动化仪表四厂、沧州仪表厂生产的二等活塞式压力计各一台。

　　查计量检定规程附录3,重庆的重力加速度为:

　　把不同的变形系数和已知数据带入式(1),计算产生30MPa、40MPa、50MPa、60MPa压力的专用砝码的质量。计算结果如表2。

　　四、不同变形系数对计算质量的影响

　　以上海自动化仪表四厂生产的二等活塞压力计为例,分别用不同的变形系数计算其产生30MPa、40MPa、50MPa、60MPa压力的专用砝码的质量。计算结果如表3。

　　由表3可知,不同变形系数对产生30MPa、40MPa、50MPa、60MPa压力的专用砝码的计算质量最大误差为0.0002kg,最大相对误差为6.7×。

　　五、相同变形系数对计算质量的影响

　　以三个生产厂家的变形系数平均值2.953×作为常量,计算各活塞压力计产生30MPa、40MPa、50MPa、60MPa压力的专用砝码的质量。计算结果如表4。