高精度活塞式壓力計專用砝碼質(zhì)量在計算和修正中的問題

在質(zhì)量計量中，砝碼質(zhì)量有折算質(zhì)量和真空中的質(zhì)量兩種表達(dá)方式，在實際的量傳工作中，除一等砝碼采用真空中質(zhì)量外，其余所有標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量均采用折算質(zhì)量。而活塞壓力計的專用砝碼在送到質(zhì)量室進行檢測時，均為折算質(zhì)量值，這時如果按照活塞壓力計檢定規(guī)程中的公式進行砝碼的計算和修正就會出現(xiàn)錯誤。本文對活塞壓力計專用砝碼的質(zhì)量由于折算質(zhì)量和真空中的實際質(zhì)量的不同所帶來的差異進行了詳細(xì)的分析，對由此引起的活塞壓力計壓力量值的影響進行了詳細(xì)的闡述和計算。

1.活塞式壓力計專用砝碼的計算和修正

1.1折算質(zhì)量和真空中質(zhì)量折算質(zhì)量即在空氣密度為1.2kg/m3的條件下，折算到密度為8000kg/m2的質(zhì)量。即當(dāng)一只實際砝碼與另一材料密度為8000kg/m3的假想砝碼，在空氣密度為1.2kg/m3的條件下相平衡，則后者在真空中的質(zhì)量值就是前者的折算質(zhì)量。

真空中質(zhì)量即砝碼在真空中測定的真實質(zhì)量。真空中質(zhì)量與折算質(zhì)量的關(guān)系如式（4）：

1.2活塞壓力計專用砝碼質(zhì)量的計算由式（4）式（2）式（3），我們可以得到當(dāng)用折算質(zhì)量來表達(dá)砝碼的質(zhì)量時，活塞式壓力計產(chǎn)生的壓力p的計算公式如式（5）式（6）：

表壓模式：

由于質(zhì)量室在對專用砝碼進行檢測時，依據(jù)相應(yīng)的檢定規(guī)程，給出的砝碼質(zhì)量是砝碼的折算質(zhì)量，這時，如果我們在使用活塞式壓力計時直接用證書上的折算質(zhì)量代入到式（2）和式（3）中進行壓力計算，必然使計算結(jié)果不正確，使活塞式壓力計的量傳工作出現(xiàn)錯誤，甚至造成嚴(yán)重的后果。而在實際工作中，我們也發(fā)現(xiàn)經(jīng)常會出現(xiàn)這種錯誤的情況。當(dāng)砝碼質(zhì)量為折算質(zhì)量時，正確的做法應(yīng)該是利用式（5）和式（6）來計算活塞式壓力計產(chǎn)生的壓力。

表1列出了不同的質(zhì)量表達(dá)方式（折算質(zhì)量和真空中實際質(zhì)量）對幾種常見砝碼材料的活塞壓力計所帶來的影響。

由表1可以看出，對于活塞材料為不銹鋼（或碳鋼）的工作基準(zhǔn)活塞式壓力計（其最大允許誤差為0.005），由于折算質(zhì)量和真空中質(zhì)量的差異所帶來的誤差約為0.0004%，因此它對這種活塞式壓力計的影響可以忽略。而對于工作基準(zhǔn)級的活塞材料為碳化鎢的活塞式壓力計，由于折算質(zhì)量和真空中質(zhì)量的差異所帶來的0.0064%的誤差已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于活塞式壓力計所允許的最大誤差，已無法滿足工作基準(zhǔn)活塞式壓力計的技術(shù)指標(biāo)。

2、結(jié)束語

碳化鎢具有受壓力影響形變較小、受溫度變化影響較小以及時效性好等優(yōu)點，是活塞系統(tǒng)的理想材料，在世界范圍內(nèi)已經(jīng)取代了碳鋼材料的活塞。在我國，隨著活塞加工工藝和水平的提高，碳化鎢材料的活塞也已被廣泛生產(chǎn)和使用。由前面的分析和計算可以看出，對于由這種材料制成的工作基準(zhǔn)級（0.005%級）活塞系統(tǒng)，由于折算質(zhì)量和真空中質(zhì)量的差異對活塞壓力計所產(chǎn)生的壓力的誤差已經(jīng)達(dá)到0.0064%。因此，我們在進行活塞壓力計專用砝碼的計算和修正時，務(wù)必要分清所給的砝碼質(zhì)量是折算質(zhì)量還是真空中實際質(zhì)量，以便對活塞壓力計所產(chǎn)生的壓力進行正確的計算和修正。