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如何計算活塞式壓力計標(biāo)準(zhǔn)砝碼

發(fā)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(biāo)準(zhǔn)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(zhì)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(qū)使用活塞式壓力計要注意對砝碼的質(zhì)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(zhǔn)確與否對其沒有影響。
 
    活塞專用砝碼質(zhì)量是根據(jù)已經(jīng)測得的面積，計算壓力對應(yīng)的砝碼質(zhì)量。其計算公式為
 
    式中:m——專用砝碼質(zhì)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(shù)，其準(zhǔn)確性直接影響活塞質(zhì)量。
 
    從JJG59-2007《活塞式壓力計》檢定規(guī)程中可知，地區(qū)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(qū)重力加速度值測定不準(zhǔn)引入誤差對活塞式壓力計標(biāo)準(zhǔn)裝置的影響，通過對自治區(qū)計量院壓力檢定室地理位置海拔高度、緯度實際測量的數(shù)據(jù)進行分析，計算重力加速度值，并探討同一地區(qū)重力加速度測定不準(zhǔn)對引入誤差數(shù)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(jīng)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(zhì)量誤差達到0.02%，而JJG59-2007中最低級別的0.05級活塞砝碼質(zhì)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(zhì)量要求更高。所以，JJG59-2007中給定的重力加速度不能滿足高準(zhǔn)確度的需求。
 
    重力加速度與海拔高度、緯度有直接的關(guān)系，經(jīng)計算得知在我國所處的區(qū)域內(nèi)，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(qū)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(zhì)量的誤差大約為0.001%。所以為滿足實際測量要求的需要，應(yīng)當(dāng)給定準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)裝置。在建標(biāo)過程中發(fā)現(xiàn)，JJG59-2007中的重力加速度不能滿足需要，我們需要至少能準(zhǔn)確到小數(shù)點后5位的重力加速度數(shù)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(zhǔn)確。
 
    經(jīng)過查詢資料了解到，自治區(qū)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(zhǔn)確的重力加速度數(shù)值。在與自治區(qū)地震局聯(lián)系后獲得了重力加速度的相對數(shù)值。經(jīng)過與自治區(qū)地震局技術(shù)人員合作，將相對重力加速度轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)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(zhì)量誤差僅為0.0001%，完全能夠滿足實際需要。

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