活塞式压力计的力值修正-举例说明力值对活塞精度的影响

今天我们举例讲下力值对活塞精度的影响

计算实例：

下面是气体活塞压力计的一个例子，它的物理参数，包括砝码值，由厂家提供。

示例：

在T_a = 20℃，P_r = 6.9 MPa 时，计算需要施加的砝码质量。

设备：

气体活塞压力计主机：THLL210

活塞系统：THLL210

专用砝码组：THLL210

环境：

g_l - 978.72346 cm/sec²

P(ref) - 大气

ρ_a - 0.00118 gm/cm3

h - 0 cm (无高度差)

根据式（10）可计算所需的砝码质量M_a（表观值），也可用下式计算：

已知参数分别为：

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 = 大气

p = 标称压力

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 ٠ 0 = 1

k · g_l = 978.72346/980.665 = 0.99802018

(1 - ρ_a/ρ_s) = 0.9998525

带入式（11），可计算得到需要的砝码质量为：

即：

M_a= 5.917677488kg

由此，可以得到需要施加的砝码的质量：

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

上式中，tare mass 是活塞及连接件的质量。

M _total= 5.917677483 − 0.01178538

   = 5.905892103

从砝码组中选取合适的砝码，并利用克组、毫克组砝码进行精确调整，施加需要的砝码质量，具体过程为：

M_total= 5.905892103

-0.5000266 1# 砝码

=5.40586550

-1.0000569 2# 砝码

= 4.40580860

-1.0000866 3# 砝码

= 3.40572200

-1.0000839 4# 砝码

= 2.40563810

-1.0000300 5# 砝码

= 1.40560810

-0.9999244 6# 砝码

= 0.40568370

          -0.2999771 8# 砝码

= 0.10570660

          -0.10000382 10# 砝码

= 0.00570278kg

即 5.703 grams           克、毫克砝码

在活塞上按以上顺序加上砝码，调整活塞系统压力使其处于厂家标记的工作位置（参考平面）后，就可以确认：压力计产生的压力就是计算出的压力值。

在该示例中,活塞压力计产生的压力与大气压有关，活塞的参考面，包括砝码，都置于当地的大气环境中，工作在表压测量模式；如果参考压力减小到绝对零压，那么活塞产生的压力就是绝对压力。为实现绝压工作模式，通常用一个钟形的玻璃罩将质量块封装在其内，用排量合适的真空泵, 将玻璃罩内的气体抽出。

但将玻璃容器抽成高真空是很难实现的，应测量出内部的残余压力，并列入压力的计算式中。这样得到绝对的压力—力值关系式如下：

上式中不包括表面张力修正项，是因为绝压通常只用气体活塞压力计产生，基本上不用考虑气体介质表面张力的影响。