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    活塞式壓力計準確性為什么會受重力加速度的影響?

    發布時間:2019-12-04 16:01    來源:西安市高精密儀表廠

     重力加速度對活塞式壓力計準確性的影響

     
    活塞式壓力計具有準確度高、性能穩定、操作簡單等優點,在量值傳遞、精密測量、常規測量方面得到了廣泛的推廣和使用。
     
      活塞式壓力計誤差主要來源有兩個:一個是活塞有效面積A;另一個是砝碼質量m。由于各地重力加速度不同,對活塞式壓力計的誤差影響很大。在不同地區使用活塞式壓力計要注意對砝碼的質量按使用地點的重力加速度進行修正。
     
     
     
      在活塞有效面積檢定中,其被檢活塞式壓力計有效面積計算中,重力加速度在等式兩邊約去。所以檢定有效面積時,重力加速度的準確與否對其沒有影響。KL808智能溫控儀,高溫測濕變送器,不銹鋼電磁閥,不銹鋼電熱管,PT100熱電阻感應探頭,紅外線測溫儀 ,溫濕度傳感器,GTY快速夾具
     
      活塞專用砝碼質量是根據已經測得的活塞面積,計算壓力對應的砝碼質量。其計算公式為
     
      式中:m——專用砝碼質量,kg;p——被測量壓力值,Pa;A′——被檢活塞的有效面積,m2;ρa——周圍空氣密度,kg/m3;ρm—專用砝碼、活塞及其連桿材料密度,kg/m3;g——活塞式壓力計使用地點的重力加速度,m/s2。
     
      重力加速度是其中一個重要的計算參數,其準確性直接影響活塞質量。
     
    1.活塞壓力計準確性初探 
      在當前的活塞壓力計的檢測條件下,我們可以確定的誤差來源有以下兩個主要的要點:首先是活塞自身的主要有效面積A,另一個就是砝碼本身的質量m。受到每個地方的自身重力加速度參數不同的影響,活塞式壓力計本身的測量誤差影響也不小。因此,下面我們將對兩個不同地點的活塞式壓力計的重力加速度參數進行比對并進行修正。 
      在進行活塞的有效面積檢定的時候,被檢定的活塞式壓力計在進行有效面積參數的計算的時候,重力加速度本身可以在等式的兩邊進行消除,所以針對有效面積鑒定的時候,重力加速度本身并不會對面積造成影響。 
      但是在活塞專用砝碼的測定當中,我們就需要根據已經測定好的活塞面積來計算對應的砝碼質量。這時的計算公式就為: 
      在這個式子當中,m代表的就是專用砝碼的質量,單位是kg,p代表的就是被測量的壓力數值,單位是Pa,A’代表的就是被檢測活塞的本身有效面積構建,單位是m2,ρa代表的就是周圍空氣的密度構建,單位是kg/m3;ρm則代表著專用砝碼以及對應的活塞和連接桿的材料自身的密度,單位是kg/m3,最后則是本文比較的重點,重力加速度g,單位是m/s2。從上述的公式我們可以看出,重力加速度是其中最為關鍵的計算參數,如果重力加速度準確性降低,那么砝碼質量校準就會受到較大影響。 
      從JJG59-2007《活塞式壓力計》檢定規程當中我們可以看到,某地平均的重力加速度數值約為9.8015 m/s2,但是通過實際的工作地點的經度緯度還有對應的海拔高度進行測算,經過重力加速度的計算公式進行計算導入之后,得到的重力加速度和上文給出的加速度數值差距很大,因此我們需要進行下一步的誤差計算。 
     
    2. 重力加速度誤差分析 
      因為這個地區本身的重力加速度數值測量結果不準確,所以對當前的活塞式壓力計的準確性會造成較大影?,我們對于該地區的壓力檢定室的地理位置以及對應的海拔高度、針對性的緯度進行實際測量的數據進行對應分析,計算出當前的重力加速度數值,并且探索出在同一個地區內部的重力加速度測定不準確,對當前的數值自身的誤差所造成的影響。 
      在進行測量的檢定室自身的緯度數值為43.989°,海拔高度是730m。因此我們可以把這兩個數字帶入到重力加速度的計算公式當中,得到下面的算式: 
      在這個算式當中,R代表的是地球半徑,數值為6371×103m,h代表的是測量地點構建下的海拔高度數值,φ代表的則是測量地點本身的精確維度。把上述數值帶入到公式當中,得出的計算結果是g=9.8035 m/s2,和JJG59-2007《活塞式壓力計檢定規程》當中給定的本地區的數據9.8015m/s2進行比較之后發現,重力加速度的誤差已經達到了0.2‰的程度,這種誤差是僅允許最低級別的0.05級活塞砝碼才可以達到的,對于更高一級的0.02級別或者是0.005級別的活塞砝碼來說這個誤差太大,所以JJG59-2007《活塞式壓力計》當中給定的加速度只是一個平均測量值,如果直接引用這個數值,對活塞式壓力計的準確性影響非常大。 
      重力加速度本身和當前的海拔高度以及對應的緯度有著直接的關系。通過上文計算我們可以知道,在我們國家的領土范圍之內,緯度數值僅僅相差了1°的兩個地方,其主要的重力加速度g數值就相差了0.0008m/s2左右,并且根據實際位置進行上下浮動。即使是在當前的同一個緯度地區,海拔高度每增加30m,對應的重力加速度g值就會減小大約0.0001m/s2左右。而與之對應的則是,重力加速度g值每變化0.0001m/s2,對活塞本身的質量誤差影響和干預的幅度就為0.001%。對于高精度質量砝碼來說,這種變化幅度是十分劇烈的。因此為了滿足當前的實際測量需求的情況構建,我們建議根據需要在活塞式壓力計使用地點進行重力加速度數值測量,并利用測得的數值重新對活塞砝碼的質量進行校準,避免因重力加速度的不準確,而對檢測數據的準確性造成影響。同時,重力加速度在一個固定的地點進行測量的時候,變化量是非常微小的,相對來說非常固定,盡管檢測重力加速度相對耗時耗力,但是只要在使用活塞壓力計的地點進行一次測量后,就可以滿足以后的長久使用需要。
     
    3. 結論 
      對于我們的日常生活以及工業生產環境來說,壓力都是一個非常重要的檢測數據和參數,獲取準確的壓力數據對于日常生產生活來說其重要意義不言而喻。我們在使用活塞式壓力的時候,盡量不采用給出的平均重力加速度數據進行檢測,而是根據具體的地點,對經緯度和海拔高度進行重力加速度的測量,并且把相關測得數據應用到活塞式壓力計的計量校準工作當中。這樣就可以最大限度提高檢測數據的準確度,提升實驗室的計量校準能力水平。
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