绝压气体活塞式压力计的探讨

0　引言

    “绝压气体活塞式压力计”是完善压力量值传递的基、标准仪器,准确度达到0. 005级。该仪器是用气体作为工作介质,从而完成对压力测量仪表的检定/校准。绝压气体活塞式压力计(以下简称:气体活塞)的活塞杆材料是不锈钢,活塞筒 材料是碳化钨。这样确保了活塞具有不锈、耐磨、活塞面积年变化率小和使用寿命长的特点。

1　压力测量原理

    活塞压力计工作原理是根据静力学平衡原理和帕斯卡定律,由加放在活塞上的已知作用力(G-专用砝码产生的重力)与作用于已知活塞有效面积S上的被测压力P所产生的力相平衡,其平衡方程式如下:

式中, P—被测压力值(Pa);G—专用砝码产生的重力; S—活塞有效面积值(m²);M0—活塞杆本身质量值(kg );M—专用砝码质量值(kg); g—使用地点的重力加速度(m /s²)。

2　系统组成

    气体活塞压力计:由活塞底座、活塞、活塞筒、砝码、真空罩、电机、位移传感器、数字式真空计等组成。表压测量:压力源一个、压力控制器一台。绝压测量:真空泵二台、数字式真空计一台、真空罩一个。

3　主要技术指标

    准确度: 0. 005级

    测量范围: 0. 01~2. 5MPa

    活塞有效面积: 0. 998536±0. 000030cm²

    活塞下降速度:在全载荷下,以30~60转/分的速度测定,下降速度为1. 8mm /min

    活塞延续时间:在半载荷下,以120±10转/分的初速度测定t≥10 min

    仪器的灵敏度:在全载荷下测定,灵敏度0. 02g

    专用砝码允差:±0. 001%

4　气体活塞测压过程

    由气体活塞、压力源、真空泵、真空计及管路组成的标准装置原理图(图1所示)。将需要校准的压力计接于校准口2上,机械泵1用于维持气体活塞所需的本地压 力,由高压气瓶9向活塞注入所需的气体压力,使活塞悬浮起来,此时的压力值即为校准值。通过改变放置在活塞上砝码的重量,来改变校准的压力值。微调阀6用 于对砝码的悬浮位置进行微调,只有当活塞的悬浮位置在零点附近时进行读数,检定值的误差才最小。

5　气体活塞测量能力验证

    依据JJF1033-2008《计量标准考核规范》有关“检定或校准结果的验证”方法,对气体活塞的检定或校准结果进行验证。

5.1　验证使用的标准仪器

    1)Druck公司的“数字压力计”测量范围: 3. 5~130kPa;准确度: 0. 03级。