導讀：活塞壓力計測量不準確怎么辦？0.02級活塞式壓力計作為檢定靜態壓力的計量標準，其作為測量標準的不確定度評定尤為重要，本文根據工作原理建立數學模型，分析不確定度來源，給出測量標準的合成不確定度和擴展不確定度。 中國論文網 https://www.xzbu.com/1/view-10941432.htm　　[關鍵詞]活塞；測量不確定度；評定 

　　中圖分類號：TH812.4 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）47-0397-02 

　　引言 

　　活塞式壓力計作為一種高效測壓儀器，具有穩定性高，成本和維護費低等特點，主要用于計量檢測機構、校準實驗室以及生產或科學實驗環節作為壓力標準器。 

　　1 概述 

　　活塞式壓力計是基于流體靜力學平衡原理、帕斯卡定律測量壓力的高精度壓力測量儀器設備。主要由活塞組件、專用砝碼和加載造壓裝置等組成。加放于活塞承重盤上的砝碼及活塞本體的重力，作用在活塞筒內可以垂直升降、自由轉動的活塞桿上，產生的壓力與被測壓力相平衡，就能精確測量被測壓力。因工作介質不同（可為氣體或液體），還可以有很寬的壓力測量范圍，廣泛應用于小壓力、中壓力、高壓力、甚至超高壓力的測量。 

　　2 不確定度評定 

　　2.1 測量方法 

　　將活塞式壓力計與標準活塞式安裝在校驗器上，調節好活塞系統水平及其垂直度，根據流體靜力學平衡原理及帕斯卡定律，用直接測量法進行壓力測量，從而測得被檢壓力值。 

　　2.2 數學模型： 

　　式中：F-活塞及所加砝碼在重力場中產生的力 

　　A-活塞有效面積； 

　　式中：m-專用砝碼質量；g-重力加速度；-空氣密度；-砝碼密度；-流體的表面張力系數；C-活塞的周長；-活塞桿和活塞筒之間的摩擦力，表現為活塞的靈敏閾；-活塞組件在零壓和20℃下的有效面積；、-活塞桿和活塞筒的線性膨脹系數；t-活塞組件溫度；P-工作壓力； 

　　實際使用活塞式壓力計精密測量壓力時，還須考慮其它因素的影響量。如壓力測量取壓點至活塞下端面的距離h引入的液（氣）柱差修正項，當測量點高出活塞低端時h為負，反之為正，為測壓介質密度；測量絕壓時，還須引入真空罩中參考真空（當測量表壓時為零），故要求較高的情況下活塞式壓力計測量壓力表達式如下式： （5） 

　　2.3 不確定度的來源 

　　2.3.1 專用砝碼質量引入的不確定度分量； 

　　2.3.2 重力加速度引入的不確定度分量； 

　　2.3.3 空氣密度引入的不確定度分量； 

　　2.3.4 標準器引入的不確定度分量； 

　　2.3.5 活塞組件溫度引入的不確定度分量； 

　　2.3.6 活塞軸線與重力方向的夾角引入的不確定度分量； 

　　2.3.7 壓力形變系數引入的不確定度分量； 

　　2.3.8 液柱差測量誤差引入的不確定度分量； 

　　2.4 測量不確定度評定 

　　以量程為（0～0.6）MPa活塞式壓力計為例，各輸入量及靈敏系數見表1： 

　　2.4.1 專用砝碼質量引入的不確定度 

　　依據規程，0.02級活塞式壓力計專用砝碼質量的最大允許誤差為±0.008%，服從均勻分布，則不確定度為 

　　2.4.2 重力加速度引入的不確定度 

　　重力加速度可以通過直接測量得到，南京重力加速度為9.7949m/s2，重力加速度最大允許誤差為0.00005m/s2，服從均勻分布，則： 

　　由壓力對重力加速度的靈敏系數為：0.1s2/m，可得重力加速度引入不確定度為： 

　　2.4.3 空氣密度引入的不確定度 

　　對于低海拔地區，空氣密度取1.2kg/m3，一般空氣密度變化在，服從均勻分布，則空氣密度不確定度為： 

　　壓力對空氣密度的靈敏系數為： 

　　則由空氣密度引入的不確定度為： 

　　2.4.4 標準器引入的不確定度 

　　由活塞式壓力計檢定規程可知，0.02級標準活塞式壓力計有效面積最大允許誤差可認為是正態分布則： 

　　壓力對有效面積的靈敏系數為： 

　　2.4.5 活塞組件溫度引入的不確定度 

　　依據規程，0.02級活塞式壓力計活塞溫度變化范圍為1℃，服從均勻分布，則溫度t的不確定度為： 

　　碳化鎢線性溫度膨脹系數為，活塞與活塞筒材料均為碳化鎢，則壓力對溫度的靈敏系數為，則活塞組件溫度引入的不確定度為： 

　　2.4.6 活塞軸線與重力方向的夾角引入的不確定度 

　　依據規程，0.02級活塞式壓力計活塞軸線偏離垂直方向角度應小于2分，服從均勻分布，則不確定度為： 

　　壓力對活塞軸線偏離垂直方向夾角靈敏系數為：。 

　　則活塞軸線與重力方向的夾角θ引入的不確定度為： 

　　2.4.7 壓力形變系數引入的不確定度 

　　碳化鎢活塞壓力形變系數為，服從均勻分布，則不確定度為。 

　　活塞壓力計測量上限為0.6MPa，則由壓力形變系數引入的不確定度為： 

　　2.4.8 液柱差引入的不?_定度 

　　液柱差的影響以小量程液體活塞壓力計最為明顯，測量上限為0.6MPa活塞式壓力計一般確定活塞位置差不確定度可達2mm，服從均勻分布，則不確定度為： 

　　由0.6MPa活塞式壓力計工作壓力下限不大于0.04MPa，壓力對液柱差的靈敏系數為：。 

　　則由液柱差引入的不確定度為 

　　2.5 標準不確定度一覽表 

　　2.6 合成標準不確定度 

　　以上各分量互不相關，在不確定度合成中貢獻小于1/10，忽略不計，則： 

　　（22） 

　　2.7 擴展不確定度評定 

　　取包含因子k=2，則擴展不確定度為 

　　結論 

　　0.02級活塞式壓力計一般作為區域計量單位的最高標準，起著量值溯源和傳遞的作用。其不確定度評定過程較為復雜，不確定度來源需考慮齊全，計算時應注意量綱、單位制的統一，以保證評定數據準確可靠。對于其它量程0.02級活塞式活塞式壓力計的不確定度評定可參考本方法。 

0.05級活塞式壓力計YS-2.5/YS-25/YS-250

YS-2.5活塞式真空壓力計的精度0.05級和0.02級壓力范圍是-0.1-0.25MPa,其中0.05級的砝碼是碳鋼的，也可根據客戶的要求做不銹鋼砝碼的。一般情況下，0.02級的本身會帶具有國法級的檢定證書，砝碼為不銹鋼的。并且這個壓力范圍可以擴展到-0.1-0.6MPa.

YS-2.5的相關參數

活塞式真空壓力計產品類別：活塞壓力計

活塞式真空壓力計產品規格：-0.1-0.25

活塞式真空壓力計產品型號：YS-2.5

 產品說明：

YS-2.5型活塞式真空壓力計以下簡稱壓力計)用于檢驗各種等級精度壓力表和傳感器。

   工     作     原     理

活塞式真空壓力計活塞系統和加在活塞上的砝碼的重量作用在活塞有效面積上所產生的壓力作為標準壓力，活塞式真空壓力計計通過管路的工作介質，將壓力傳遞到精密壓力表。

活塞式真空壓力計儀器活塞系統中承重桿和滾花螺母重為0.05Kg，余下活塞撥桿等重量也為0.05Kg，測0.005MPa這點時需取下承重桿和滾花螺母。

   技   術   數   據

1、活塞式真空壓力計測量范圍： -0.005　～　-0.1MPa; 0.005～0.25MPa 

2、活塞式真空壓力計精度等級： 0.05級

3、活塞式真空壓力計砝碼配套：壓力砝碼：0.05、0.02MPa各3個； 0.01、0.005MPa各2個。  

          負壓砝碼： -0.02MPa 4個；-0.01MPa    1個

4、活塞式真空壓力計接表螺紋：M20x1.5。

5、活塞式真空壓力計外形尺寸：700x400x520＝長x寬x高