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如何计算活塞式压力计标准砝码
发布时间：2020-01-02 10:03 来源：西安市高精密仪表厂
如何计算活塞式压力计标准砝码
活塞式压力计误差主要来源有两个:一个是活塞有效面积A；另一个是砝码质量m。由于各地重力加速度不同，对活塞式压力计的误差影响很大。在不同地区使用活塞式压力计要注意对砝码的质量按使用地点的重力加速度进行修正。
一、问题的提出
在活塞有效面积检定中，其被检活塞式压力计有效面积计算中，重力加速度在等式两边约去。所以检定有效面积时，重力加速度的准确与否对其没有影响。
活塞专用砝码质量是根据已经测得的面积，计算压力对应的砝码质量。其计算公式为
式中:m——专用砝码质量，kg；p——被测量压力值，Pa；A′——被检活塞的有效面积，m2；ρa——周围空气密度，kg/m3；ρm—专用砝码、活塞及其连杆材料密度，kg/m3；g——活塞式压力计使用地点的重力加速度，m/s2。
重力加速度是其中一个重要的计算参数，其准确性直接影响活塞质量。
从JJG59-2007《活塞式压力计》检定规程中可知，地区的平均重力加速度值为9.8015m/s2，而通过实际测量工作地点的纬度和海拔高度，以重力加速度计算公式进行，计算出的重力加速度值与JJG59-2007给出的重力加速度值相差很大。
二、误差计算
为了研究乌鲁木齐地区重力加速度值测定不准引入误差对活塞式压力计标准装置的影响，通过对自治区计量院压力检定室地理位置海拔高度、纬度实际测量的数据进行分析，计算重力加速度值，并探讨同一地区重力加速度测定不准对引入误差数值的影响。
压力检定室的纬度是43.989°、海拔高度是730m。通过重力加速度计算公式，得式中:R——地球半径，等于6371×103m；h——测量地点的海拔高度；Φ——测量地点的纬度。
经过计算，我院的重力加速度g=9.8035m/s2，而JJG59-2007中乌鲁木齐的重力加速度为9.8015m/s2，重力加速度误差将引起活塞砝码质量误差达到0.02%，而JJG59-2007中最低级别的0.05级活塞砝码质量的最大允许误差仅为±0.02%，0.02级和0.005级活塞的砝码质量要求更高。所以，JJG59-2007中给定的重力加速度不能满足高准确度的需求。
重力加速度与海拔高度、纬度有直接的关系，经计算得知在我国所处的区域内，纬度相差1°的两地g值相差(0.0006～0.0009)m/s2。在同一纬度地区海拔每升高30m，g值减小约0.0001m/s2。g值每变化0.000lm/s2，引起活塞质量的误差大约为0.001%。所以为满足实际测量要求的需要，应当给定准确的使用地点的重力加速度值。
三、实际使用中的问题
2008年年初，我院建立了0.005级活塞式压力计标准装置。在建标过程中发现，JJG59-2007中的重力加速度不能满足需要，我们需要至少能准确到小数点后5位的重力加速度数值。而通过纬度和海拔计算得到的重力加速度与JJG59-2007中给定的重力加速度相差较大，在没有可靠计量手段的情况下，不能确定哪个更为准确。
经过查询资料了解到，自治区地震局有重力加速度测量观测站，并且进行了长期的测量，有十分准确的重力加速度数值。在与自治区地震局联系后获得了重力加速度的相对数值。经过与自治区地震局技术人员合作，将相对重力加速度转化为准确的绝对重力加速度值。其值为(9.80097±0.00001)m/s2，这个值的误差引起的质量误差仅为0.0001%，完全能够满足实际需要。
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