活塞壓力計的工作原理、結構類型、誤差因素的定量分析（二）

活塞系統的基本組成

活塞式壓力計的基本組成原理如圖 2 所示。

從圖2 可以看出，活塞壓力計由活塞、活塞筒、基座、砝碼和壓力接口組成。基座對活塞系統起支撐作用并使活塞底部工作面與傳壓介質相接觸，基座底部的螺栓用于調節活塞系統與地面的垂直度。

圖 2

活塞/活塞筒（活塞系統組件）的類型

對活塞壓力計測量結果影響的因素（尤其在高壓力時）是壓力對活塞有效面積的影響。這就是我們通常所說的“壓力形變系數”。基于以上認識，我們通過多種方法對活塞系統組件加以完善，力圖消除或減小“壓力形變系數”對測量結果的影響。

最典型的活塞系統組件有三種結構形式，分別叫做“基本型”、“復入型”和“可控間隙型”。這三種結構形式的活塞系統組件由于其易實現性和商業上的可行性，至今仍被廣泛采用。

基本型：基本型是所有活塞系統類型中的一種結構。其結構原理如圖 2 所示。基本型結構中，活塞筒的外表面始終暴露在大氣中。活塞筒的直徑會隨著壓力的增加而增大，從而導致活塞有效面積的增大，為“正”壓力變形系數。

復入型 ：如圖3 所示。在這種結構類型中，將活塞系統內部壓力施加到活塞筒外表面的一部分。這樣以來，當系統壓力增加時，活塞的有效面積通常會減小，為“負”壓力變形系數。

圖 3

可控間隙型: 在這種結構類型中，活塞和活塞筒之間的間隙由作用在活塞筒外部（參與工作部分）的獨立壓力控制系統進行控制。目的是消除壓力變形系數，使得活塞的有效面積不隨系統試驗壓力的改變而變化。其結構原理圖如圖4 所示。

圖 4