山東省棗莊市計(jì)量測(cè)試所　張蕾  劉繼武

　　一、問題的提出

　　在檢定彈簧管式精密壓力表時(shí)通常選用二等標(biāo)準(zhǔn)活塞壓力計(jì)。根據(jù)其工作原理，二等標(biāo)準(zhǔn)活塞壓力計(jì)產(chǎn)生的壓力為P=W/S，W為砝碼加活塞及上部圓盤的總重力，S為活塞的有效面積。因此，活塞式壓力計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度主要取決于活塞的有效面積及專用砝碼重量的測(cè)量準(zhǔn)確度。由于專用砝碼的測(cè)量準(zhǔn)確度易于控制在0.005%之間，所以故活塞式壓力計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度主要由活塞有效面積的測(cè)量準(zhǔn)確度確定。國(guó)際法制計(jì)量組織建議，活塞初始有效面積的不確定度允許為綜合準(zhǔn)確度的50%。因此，分析活塞有效面積的不確定度，對(duì)提高活塞式壓力計(jì)在測(cè)量中的準(zhǔn)確度極為重要。因此本文重點(diǎn)對(duì)二等標(biāo)準(zhǔn)活塞壓力計(jì)有效面積的不確定度進(jìn)行分析。    

　　二、對(duì)二等標(biāo)準(zhǔn)活塞壓力計(jì)有效面積的不確定度進(jìn)行分析

　　標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)有效面積的不確定度，主要取決于以下8個(gè)方面的誤差。影響活塞有效面積的誤差主要有:

　1.一等標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)活塞有效面積傳遞誤差
    二等標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)的活塞有效面積是由一等標(biāo)準(zhǔn)活塞傳遞而來的。其誤差
    Δ₁=±1×10^-4

    2.一等標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)專用砝碼質(zhì)量傳遞誤差
    Δ₂≤1×10^-4

    3.環(huán)境溫度變化引起的誤差
    溫度對(duì)有效面積的影響也是不可忽略的。檢定規(guī)程中規(guī)定，二等標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)應(yīng)在(20±2)℃條件下檢定。當(dāng)T=22℃或T=18℃時(shí)，引起的誤差變化為:
    Δ₃=(a₁+a₂)(t-20)=±0.44×10^-4
    式中，a₁、a₂分別為活塞和活塞筒材料的線膨脹系數(shù)，均為11×10^-6℃。

    4.檢定活塞有效面積時(shí)，起始平衡零點(diǎn)變化也會(huì)引起活塞有效面積的變化，其誤差
    Δ₄=±0.5×10^-4

    5.靈敏閥引起的誤差
    Δ₅=±0.2×10^-4

    6.垂直性的影響引起的誤差
    承重底盤平面對(duì)活塞中心線或承重桿中心線垂直性誤差，其允許不垂直度≤5′。由此引起誤差為:
    Δ₆=±(1-cosa)/cosa=±(1-cos5′)/cos5′=±1.1×10^-6=±0.01×10^-4

    7.活塞受壓變形引起的誤差
    Δ₇=±0.03×10^-4

    8.使用地區(qū)的重力加速度測(cè)量準(zhǔn)確度帶來的誤差
    重力加速度本身存在著測(cè)量誤差，其最高準(zhǔn)確度為:Δ=1/g_o×10^-5=±1×10^-6
    設(shè)測(cè)量誤差Δ_g=±0.0005m/s²時(shí)，則有:
    Δ₈=±0.0005/9.79735=±0.5×10^-4
    式中，g=9.79735m/s²為棗莊地區(qū)重力加速度。
    上述8項(xiàng)誤差互不相關(guān)，故用方和根法合成。
    將上述8項(xiàng)誤差數(shù)據(jù)代入總不確定度公式，即可求得:
    
　　由此可得，二等標(biāo)準(zhǔn)活塞壓力計(jì)活塞有效面積的不確定度為1.7×10^-4,而實(shí)際工作中測(cè)量不確定度不一定達(dá)到最大。    

　　三、結(jié)論

　　JJG59-1990《二、三等標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)》檢定規(guī)程中規(guī)定的二等標(biāo)準(zhǔn)活塞壓力計(jì)參數(shù)指標(biāo)是合理的，按上述方法計(jì)算是可行的，能確保檢定結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。