本文對活塞壓力計的工作原理、結構類型、誤差因素進行了較為詳細的介紹，并結合具體實例，對活塞壓力計的不確定因素進行了定量分析。 

關鍵詞：活塞、壓力計。 

壓力（P）不是獨立的基本物理量，而是質量和長度量的導出量。壓力的定義為： 

P=F/A (1) 

式中，F為力值，A為承受該力值的面積。 

根據以上原理，我們可以采用多種方法通過特定的機械裝置產生壓力。其中最常見的方法是液體壓力計裝置和活塞式壓力計裝置。 

本文將對活塞式壓力計裝置進行討論。

活塞式壓力計又稱為靜重式壓力計，是利用流體靜力平衡原理及帕斯卡定律工作的儀器。 

流體靜力平衡是通過作用在活塞系統的力值與傳壓介質產生的反作用力相平衡實現的。活塞系統由活塞和缸體（活塞筒）組成，二者形成極好的動密封配合。活塞的面積（有效面積）是已知的，當已知的力值作用在活塞一端時，活塞另一端的傳壓介質會產生與已知力值大小相等方向相反的力與該力相平衡。由此，可以通過作用力值和活塞的有效面積計算得到系統內傳壓介質的壓力。在實際應用中，力值通常由砝碼的質量乘以使用地點的重力加速度得到。活塞式壓力計的結構類型有很多種。最基本的結構原理如圖1所示。 

活塞式壓力計的結構類型有很多種。

由此方法得到的壓力的不確定度取決于儀器本身的物理特性（和不確定度）以及許多外部影響因素。 所有因素都必須予以深入的分析和考慮。對不確定度影響因素的重視程度將直接決定測量結果“誤差”的大小。 

來自活塞式壓力計本身的測量不確定度的影響分量主要有：砝碼、活塞系統的剛度、活塞系統的溫度膨脹系數、流體的表面張力、垂直度影響、以及磁場對磁性部件的影響等。 

來自外部因素的不確定度影響分量主要有：使用地點的重力加速度、砝碼在空氣中受到的浮力、操作環境的受控程度和穩定程度。應該注意到：我們以上討論的不確定度分量只是局限在活塞壓力計本身的測量不確定度進行分析得出的。如果我們要給出被校驗儀器的測量不確定度報告，還必須對其他因素加以考慮。這些因素包括：與流體介質種類和參考壓力（或氣壓）相關的位置差、系統泄漏、溫度梯度等。 

活塞壓力計的結構基本組成 

可以看出，活塞壓力計由活塞、活塞筒、基座、砝碼和壓力接口組成。基座對活塞系統起支撐作用并使活塞底部工作面與傳壓介質相接觸，基座底部的螺栓用于調節活塞系統與地面的垂直度。 

活塞式壓力計　　活塞/活塞筒（活塞系統組件）的類型 

對活塞壓力計測量結果影響最大的因素（尤其在高壓力時）是壓力對活塞有效面積的影響。這就是我們通常所說的“壓力形變系數”。基于以上認識，我們通過多種方法對活塞系統組件加以完善，力圖消除或減小“壓力形變系數”對測量結果的影響。 

最典型的活塞系統組件有三種結構形式，分別叫做“基本型”、“復入型”和“可控間隙型”。這三種結構形式的活塞系統組件由于其易實現性和商業上的可行性，至今仍被廣泛采用。 

基本型：基本型是所有活塞系統類型中最簡單的一種結構。其結構原理如圖 2 所示。基本型結構中，活塞筒的外表面始終暴露在大氣中。活塞筒的直徑會隨著壓力的增加而增大，從而導致活塞有效面積的增大，為“正”壓力變形系數。 

復入型 ：在這種結構類型中，將活塞系統內部壓力施加到活塞筒外表面的一部分。這樣以來，當系統壓力增加時，活塞的有效面積通常會減小，為“負”壓力變形系數。 

可控間隙型: 在這種結構類型中，活塞和活塞筒之間的間隙由作用在活塞筒外部（參與工作部分）的獨立壓力控制系統進行控制。目的是消除壓力變形系數，使得活塞的有效面積不隨系統試驗壓力的改變而變化。

活塞式壓力計是基于帕斯卡定律及流體靜力學平衡原理產生的益種高準確度、高復現性和高可信度的標準壓力計量儀器 . 活塞式壓力計也常簡稱活塞壓力計或壓力計，也有稱之為壓力天平，主要用于計量室、實驗室以及生產或科學實驗環節作為壓力基準器使用，也有將活塞式壓力計直接應用于高可靠性監測環節對當地其它儀表的表決監測。

所謂活塞式壓力計是益種槜基礎的壓力標準器。主要由手搖壓力發生器、標準活塞測量頭、標準砝碼組、液壓系統以及各種操控閥門組成。活塞式壓力計原理圖如下：

活塞式壓力計的工作原理如圖所示，當油杯閥處于開啟狀態下，可通過手搖壓力發生器（或稱壓力校驗器）為系統填充介質；當油杯閥處于關閉狀態下，活塞式壓力計便成為益個密閉的壓力系統。再通過手搖壓力發生器為這益密閉的系統進行壓力操控。在整個工作進程中，活塞式壓力計將遵循流體靜力學平衡原理穩定工作。當您在活塞底盤上添加或減少砝碼后，系統的壓力會隨之發生變化。要使系統的壓力與活塞底盤及其連接件和當時所承載的標準砝碼的質量總和的作用力平衡，還需通過手搖壓力發生器為系統升壓（降壓）操控，使活塞底盤升（降）到指定位置。處于這種狀態下的系統壓力就是益個標準的壓力值。顯然，這就是壓力概念定義的實踐，這益壓力量值的準確程度將完全取決于活塞系統的有效面積和專用砝碼的質量精度。如果需要解除系統的密閉狀態，只要通過手搖壓力發生器將系統壓力下調到活塞底盤的初始位置后，緩慢開啟油杯針閥即可。可見，這種活塞式壓力計的工作原理十分簡單.