高精度活塞式壓力計(jì)專用砝碼質(zhì)量在計(jì)算和修正中的問題

在質(zhì)量計(jì)量中，砝碼質(zhì)量有折算質(zhì)量和真空中的質(zhì)量?jī)煞N表達(dá)方式，在實(shí)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(jì)的專用砝碼在送到質(zhì)量室進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，均為折算質(zhì)量值，這時(shí)如果按照活塞壓力計(jì)檢定規(guī)程中的公式進(jìn)行砝碼的計(jì)算和修正就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。本文對(duì)活塞壓力計(jì)專用砝碼的質(zhì)量由于折算質(zhì)量和真空中的實(shí)際質(zhì)量的不同所帶來的差異進(jìn)行了詳細(xì)的分析，對(duì)由此引起的活塞壓力計(jì)壓力量值的影響進(jìn)行了詳細(xì)的闡述和計(jì)算。

1.活塞式壓力計(jì)專用砝碼的計(jì)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(shí)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(cè)定的真實(shí)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(jì)專用砝碼質(zhì)量的計(jì)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(shí)，活塞式壓力計(jì)產(chǎn)生的壓力p的計(jì)算公式如式（5）式（6）：

表壓模式：

由于質(zhì)量室在對(duì)專用砝碼進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，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(shí)，如果我們?cè)谑褂没钊綁毫τ?jì)時(shí)直接用證書上的折算質(zhì)量代入到式（2）和式（3）中進(jìn)行壓力計(jì)算，必然使計(jì)算結(jié)果不正確，使活塞式壓力計(jì)的量傳工作出現(xiàn)錯(cuò)誤，甚至造成嚴(yán)重的后果。而在實(shí)際工作中，我們也發(fā)現(xiàn)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這種錯(cuò)誤的情況。當(dāng)砝碼質(zhì)量為折算質(zhì)量時(shí)，正確的做法應(yīng)該是利用式（5）和式（6）來計(jì)算活塞式壓力計(jì)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(shí)際質(zhì)量）對(duì)幾種常見砝碼材料的活塞壓力計(jì)所帶來的影響。

由表1可以看出，對(duì)于活塞材料為不銹鋼（或碳鋼）的工作基準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)（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(duì)這種活塞式壓力計(jì)的影響可以忽略。而對(duì)于工作基準(zhǔn)級(jí)的活塞材料為碳化鎢的活塞式壓力計(jì)，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(jì)所允許的最大誤差，已無法滿足工作基準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)的技術(shù)指標(biāo)。

2、結(jié)束語(yǔ)

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(shí)效性好等優(yōu)點(diǎn)，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(guó)，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(jì)算可以看出，對(duì)于由這種材料制成的工作基準(zhǔn)級(jí)（0.005%級(jí)）活塞系統(tǒng)，由于折算質(zhì)量和真空中質(zhì)量的差異對(duì)活塞壓力計(jì)所產(chǎn)生的壓力的誤差已經(jīng)達(dá)到0.0064%。因此，我們?cè)谶M(jìn)行活塞壓力計(jì)專用砝碼的計(jì)算和修正時(shí)，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(shí)際質(zhì)量，以便對(duì)活塞壓力計(jì)所產(chǎn)生的壓力進(jìn)行正確的計(jì)算和修正。