活塞式壓力計的力值修正-舉例說明力值對活塞精度的影響

今天我們舉例講下力值對活塞精度的影響

計算實例：

下面是氣體活塞壓力計的一個例子，它的物理參數，包括砝碼值，由廠家提供。

示例：

在T_a = 20℃，P_r = 6.9 MPa 時，計算需要施加的砝碼質量。

設備：

氣體活塞壓力計主機：THLL210

活塞系統：THLL210

專用砝碼組：THLL210

環境：

g_l - 978.72346 cm/sec²

P(ref) - 大氣

ρ_a - 0.00118 gm/cm3

h - 0 cm (無高度差)

根據式（10）可計算所需的砝碼質量M_a（表觀值），也可用下式計算：

已知參數分別為：

A_o = 8.39086E-02 cm² ( 20^oC)

b₁ = 3.0E-06 m²/MPa

b₂ = 0.0

c = 9.1E-06 m2/m2/oC

ρ_a = 0.00118gm/cm³

k = 1/980.665 cm/sec²

g_l = 978.72346 cm/sec²

θ_t = Ta -20 = 20-20 = 0^oC

ρ_s = 8.0 gm/cm³

P_ref = 大氣

p = 標稱壓力

P_r = 6.9 MPa / 9.80665 = 70.3604187kg/cm²

(1 + b₁ . p) = (1 + 3E-06 . 70.36) =1.000211081

(1 + c·θ_t) = 1 + 0.0000091 ? 0 = 1

k · g_l = 978.72346/980.665 = 0.99802018

(1 - ρ_a/ρ_s) = 0.9998525

帶入式（11），可計算得到需要的砝碼質量為：

即：

M_a= 5.917677488kg

由此，可以得到需要施加的砝碼的質量：

M_tare = M_a? total mass (kg)          (12)

上式中，tare mass 是活塞及連接件的質量。

M _total= 5.917677483 ? 0.01178538

   = 5.905892103

從砝碼組中選取合適的砝碼，并利用克組、毫克組砝碼進行精確調整，施加需要的砝碼質量，具體過程為：

M_total= 5.905892103

-0.5000266 1# 砝碼

=5.40586550

-1.0000569 2# 砝碼

= 4.40580860

-1.0000866 3# 砝碼

= 3.40572200

-1.0000839 4# 砝碼

= 2.40563810

-1.0000300 5# 砝碼

= 1.40560810

-0.9999244 6# 砝碼

= 0.40568370

          -0.2999771 8# 砝碼

= 0.10570660

          -0.10000382 10# 砝碼

= 0.00570278kg

即 5.703 grams           克、毫克砝碼

在活塞上按以上順序加上砝碼，調整活塞系統壓力使其處于廠家標記的工作位置（參考平面）后，就可以確認：壓力計產生的壓力就是計算出的壓力值。

在該示例中,活塞壓力計產生的壓力與大氣壓有關，活塞的參考面，包括砝碼，都置于當地的大氣環境中，工作在表壓測量模式；如果參考壓力減小到零壓，那么活塞產生的壓力就是壓力。為實現絕壓工作模式，通常用一個鐘形的玻璃罩將質量塊封裝在其內，用排量合適的真空泵, 將玻璃罩內的氣體抽出。

但將玻璃容器抽成高真空是很難實現的，應測量出內部的殘余壓力，并列入壓力的計算式中。這樣得到的壓力—力值關系式如下：

上式中不包括表面張力修正項，是因為絕壓通常只用氣體活塞壓力計產生，基本上不用考慮氣體介質表面張力的影響。