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      如何計算活塞式壓力計標準砝碼

      發布時間:2020-01-02 10:03    來源:西安市高精密儀表廠

      如何計算活塞式壓力計標準砝碼

       
          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。
       
          一、問題的提出
       
          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。
       
          活塞專用砝碼質量是根據已經測得的面積,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。
       
          從JJG59-2007《活塞式壓力計》檢定規程中可知,地區的平均重力加速度值為9.8015m/s2,而通過實際測量工作地點的緯度和海拔高度,以重力加速度計算公式進行,計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、誤差計算
       
          為了研究烏魯木齊地區重力加速度值測定不準引入誤差對活塞式壓力計標準裝置的影響,通過對自治區計量院壓力檢定室地理位置海拔高度、緯度實際測量的數據進行分析,計算重力加速度值,并探討同一地區重力加速度測定不準對引入誤差數值的影響。
       
          壓力檢定室的緯度是43.989°、海拔高度是730m。通過重力加速度計算公式,得式中:R——地球半徑,等于6371×103m;h——測量地點的海拔高度;Φ——測量地點的緯度。
       
          經過計算,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量誤差達到0.02%,而JJG59-2007中最低級別的0.05級活塞砝碼質量的最大允許誤差僅為±0.02%,0.02級和0.005級活塞的砝碼質量要求更高。所以,JJG59-2007中給定的重力加速度不能滿足高準確度的需求。
       
          重力加速度與海拔高度、緯度有直接的關系,經計算得知在我國所處的區域內,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,引起活塞質量的誤差大約為0.001%。所以為滿足實際測量要求的需要,應當給定準確的使用地點的重力加速度值。
       
          三、實際使用中的問題
       
          2008年年初,我院建立了0.005級活塞式壓力計標準裝置。在建標過程中發現,JJG59-2007中的重力加速度不能滿足需要,我們需要至少能準確到小數點后5位的重力加速度數值。而通過緯度和海拔計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,在沒有可靠計量手段的情況下,不能確定哪個更為準確。
       
          經過查詢資料了解到,自治區地震局有重力加速度測量觀測站,并且進行了長期的測量,有十分準確的重力加速度數值。在與自治區地震局聯系后獲得了重力加速度的相對數值。經過與自治區地震局技術人員合作,將相對重力加速度轉化為準確的絕對重力加速度值。其值為(9.80097±0.00001)m/s2,這個值的誤差引起的質量誤差僅為0.0001%,完全能夠滿足實際需要。

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