導(dǎo)讀：活塞壓力計測量不準確怎么辦？0.02級活塞式壓力計作為檢定靜態(tài)壓力的計量標準，其作為測量標準的不確定度評定尤為重要，本文根據(jù)工作原理建立數(shù)學模型，分析不確定度來源，給出測量標準的合成不確定度和擴展不確定度。 中國論文網(wǎng) https://www.xzbu.com/1/view-10941432.htm　　[關(guān)鍵詞]活塞；測量不確定度；評定 

　　中圖分類號：TH812.4 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）47-0397-02 

　　引言 

　　活塞式壓力計作為一種高效測壓儀器，具有穩(wěn)定性高，成本和維護費低等特點，主要用于計量檢測機構(gòu)、校準實驗室以及生產(chǎn)或科學實驗環(huán)節(jié)作為壓力標準器。 

　　1 概述 

　　活塞式壓力計是基于流體靜力學平衡原理、帕斯卡定律測量壓力的高精度壓力測量儀器設(shè)備。主要由活塞組件、專用砝碼和加載造壓裝置等組成。加放于活塞承重盤上的砝碼及活塞本體的重力，作用在活塞筒內(nèi)可以垂直升降、自由轉(zhuǎn)動的活塞桿上，產(chǎn)生的壓力與被測壓力相平衡，就能精確測量被測壓力。因工作介質(zhì)不同（可為氣體或液體），還可以有很寬的壓力測量范圍，廣泛應(yīng)用于小壓力、中壓力、高壓力、甚至超高壓力的測量。 

　　2 不確定度評定 

　　2.1 測量方法 

　　將活塞式壓力計與標準活塞式安裝在校驗器上，調(diào)節(jié)好活塞系統(tǒng)水平及其垂直度，根據(jù)流體靜力學平衡原理及帕斯卡定律，用直接測量法進行壓力測量，從而測得被檢壓力值。 

　　2.2 數(shù)學模型： 

　　式中：F-活塞及所加砝碼在重力場中產(chǎn)生的力 

　　A-活塞有效面積； 

　　式中：m-專用砝碼質(zhì)量；g-重力加速度；-空氣密度；-砝碼密度；-流體的表面張力系數(shù)；C-活塞的周長；-活塞桿和活塞筒之間的摩擦力，表現(xiàn)為活塞的靈敏閾；-活塞組件在零壓和20℃下的有效面積；、-活塞桿和活塞筒的線性膨脹系數(shù)；t-活塞組件溫度；P-工作壓力； 

　　實際使用活塞式壓力計精密測量壓力時，還須考慮其它因素的影響量。如壓力測量取壓點至活塞下端面的距離h引入的液（氣）柱差修正項，當測量點高出活塞低端時h為負，反之為正，為測壓介質(zhì)密度；測量絕壓時，還須引入真空罩中參考真空（當測量表壓時為零），故要求較高的情況下活塞式壓力計測量壓力表達式如下式： （5） 

　　2.3 不確定度的來源 

　　2.3.1 專用砝碼質(zhì)量引入的不確定度分量； 

　　2.3.2 重力加速度引入的不確定度分量； 

　　2.3.3 空氣密度引入的不確定度分量； 

　　2.3.4 標準器引入的不確定度分量； 

　　2.3.5 活塞組件溫度引入的不確定度分量； 

　　2.3.6 活塞軸線與重力方向的夾角引入的不確定度分量； 

　　2.3.7 壓力形變系數(shù)引入的不確定度分量； 

　　2.3.8 液柱差測量誤差引入的不確定度分量； 

　　2.4 測量不確定度評定 

　　以量程為（0～0.6）MPa活塞式壓力計為例，各輸入量及靈敏系數(shù)見表1： 

　　2.4.1 專用砝碼質(zhì)量引入的不確定度 

　　依據(jù)規(guī)程，0.02級活塞式壓力計專用砝碼質(zhì)量的最大允許誤差為±0.008%，服從均勻分布，則不確定度為 

　　2.4.2 重力加速度引入的不確定度 

　　重力加速度可以通過直接測量得到，南京重力加速度為9.7949m/s2，重力加速度最大允許誤差為0.00005m/s2，服從均勻分布，則： 

　　由壓力對重力加速度的靈敏系數(shù)為：0.1s2/m，可得重力加速度引入不確定度為： 

　　2.4.3 空氣密度引入的不確定度 

　　對于低海拔地區(qū)，空氣密度取1.2kg/m3，一般空氣密度變化在，服從均勻分布，則空氣密度不確定度為： 

　　壓力對空氣密度的靈敏系數(shù)為： 

　　則由空氣密度引入的不確定度為： 

　　2.4.4 標準器引入的不確定度 

　　由活塞式壓力計檢定規(guī)程可知，0.02級標準活塞式壓力計有效面積最大允許誤差可認為是正態(tài)分布則： 

　　壓力對有效面積的靈敏系數(shù)為： 

　　2.4.5 活塞組件溫度引入的不確定度 

　　依據(jù)規(guī)程，0.02級活塞式壓力計活塞溫度變化范圍為1℃，服從均勻分布，則溫度t的不確定度為： 

　　碳化鎢線性溫度膨脹系數(shù)為，活塞與活塞筒材料均為碳化鎢，則壓力對溫度的靈敏系數(shù)為，則活塞組件溫度引入的不確定度為： 

　　2.4.6 活塞軸線與重力方向的夾角引入的不確定度 

　　依據(jù)規(guī)程，0.02級活塞式壓力計活塞軸線偏離垂直方向角度應(yīng)小于2分，服從均勻分布，則不確定度為： 

　　壓力對活塞軸線偏離垂直方向夾角靈敏系數(shù)為：。 

　　則活塞軸線與重力方向的夾角θ引入的不確定度為： 

　　2.4.7 壓力形變系數(shù)引入的不確定度 

　　碳化鎢活塞壓力形變系數(shù)為，服從均勻分布，則不確定度為。 

　　活塞壓力計測量上限為0.6MPa，則由壓力形變系數(shù)引入的不確定度為： 

　　2.4.8 液柱差引入的不?_定度 

　　液柱差的影響以小量程液體活塞壓力計最為明顯，測量上限為0.6MPa活塞式壓力計一般確定活塞位置差不確定度可達2mm，服從均勻分布，則不確定度為： 

　　由0.6MPa活塞式壓力計工作壓力下限不大于0.04MPa，壓力對液柱差的靈敏系數(shù)為：。 

　　則由液柱差引入的不確定度為 

　　2.5 標準不確定度一覽表 

　　2.6 合成標準不確定度 

　　以上各分量互不相關(guān)，在不確定度合成中貢獻小于1/10，忽略不計，則： 

　?。?2） 

　　2.7 擴展不確定度評定 

　　取包含因子k=2，則擴展不確定度為 

　　結(jié)論 

　　0.02級活塞式壓力計一般作為區(qū)域計量單位的最高標準，起著量值溯源和傳遞的作用。其不確定度評定過程較為復(fù)雜，不確定度來源需考慮齊全，計算時應(yīng)注意量綱、單位制的統(tǒng)一，以保證評定數(shù)據(jù)準確可靠。對于其它量程0.02級活塞式活塞式壓力計的不確定度評定可參考本方法。 

0.05級活塞式壓力計YS-2.5/YS-25/YS-250

YS-2.5活塞式真空壓力計的精度0.05級和0.02級壓力范圍是-0.1-0.25MPa,其中0.05級的砝碼是碳鋼的，也可根據(jù)客戶的要求做不銹鋼砝碼的。一般情況下，0.02級的本身會帶具有國法級的檢定證書，砝碼為不銹鋼的。并且這個壓力范圍可以擴展到-0.1-0.6MPa.

YS-2.5的相關(guān)參數(shù)

活塞式真空壓力計產(chǎn)品類別：活塞壓力計

活塞式真空壓力計產(chǎn)品規(guī)格：-0.1-0.25

活塞式真空壓力計產(chǎn)品型號：YS-2.5

 產(chǎn)品說明：

YS-2.5型活塞式真空壓力計以下簡稱壓力計)用于檢驗各種等級精度壓力表和傳感器。

   工     作     原     理

活塞式真空壓力計活塞系統(tǒng)和加在活塞上的砝碼的重量作用在活塞有效面積上所產(chǎn)生的壓力作為標準壓力，活塞式真空壓力計計通過管路的工作介質(zhì)，將壓力傳遞到精密壓力表。

活塞式真空壓力計儀器活塞系統(tǒng)中承重桿和滾花螺母重為0.05Kg，余下活塞撥桿等重量也為0.05Kg，測0.005MPa這點時需取下承重桿和滾花螺母。

   技   術(shù)   數(shù)   據(jù)

1、活塞式真空壓力計測量范圍： -0.005　～　-0.1MPa; 0.005～0.25MPa 

2、活塞式真空壓力計精度等級： 0.05級

3、活塞式真空壓力計砝碼配套：壓力砝碼：0.05、0.02MPa各3個； 0.01、0.005MPa各2個。  

          負壓砝碼： -0.02MPa 4個；-0.01MPa    1個

4、活塞式真空壓力計接表螺紋：M20x1.5。

5、活塞式真空壓力計外形尺寸：700x400x520＝長x寬x高