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M&G浮球活塞压力计使用状况简单叙述分析

2018-05-21

   M&G浮球活塞压力计是以压缩空气或氮气作为压力源,以精密浮球处于工作状态时的球体下部的压力作用面积为浮球有效面积的一种气动负荷式压力计。精密浮球置于筒形的喷嘴内部,专用砝码通过砝码架作用在球体的顶端,喷嘴内的气压作用在球体下部,使浮球在喷嘴内飘浮起来。当已知质量的专用砝码所产生的重力与气压的作用力相平衡时,M&G浮球活塞压力计便输出一个稳定而精确的压力值。

  M&G浮球活塞压力计的砝码架上增、减砝码时,将改变测量系统的平衡状态,致使浮球下降或上升,排入大气的气体流量随即发生改变,浮球下部的压力则发生变化,流量调节器会及时准确地改变气体的流入量,使系统重新达到平衡状态,保持浮球的有效面积恒定,保持输出压力与砝码负荷之间的比例关系,确保了浮球式压力计的高准确度。
  与活塞式压力计相比,M&G浮球活塞压力计具有下列特点:
  1、 浮球式压力计 内置自动流量调节器,增减砝码后无须再作任何操作,即可行到精确的输出压力。
  2、工作时 浮球 不下降,可连续稳定地输出精确的压力信号;
  3、 浮球式压力计 具有流量自行调节功能,其精确度与操作者的技术水平无关;
  4、仪器工作时气流使 浮球 悬浮于喷嘴内,球体与喷嘴之间处于非接触状态。其摩擦小、重复性好、分辨能力高,且免除了旋转砝码的必要。这是 浮球式压力计 所独具的特性;
  5、工作进程中,气流能不断地对 浮球 体进行自清洗,确保了仪器的高可靠性。M&G浮球活塞压力计的底盘安装在一个箱式底座上底盘即为 压力计 的工作台面。其上设有水平仪和操控阀,其侧设有气源接口,用于 压力计 与压力源的连接。
  M&G浮球活塞压力计操作须注意:
  1、增、减砝码时一次不宜太多;
  2、不必旋转浮球式压力计的砝码,过多的旋转会影响仪器的精确度;
  3、检测进程完结后应去除砝码、关闭浮球式压力计气源阀,然后再取下被校仪表。不能在加压状态下撤除被测仪表,以免冲击浮球;
  4、浮球式压力计的输出压力值为所加砝码及砝码架上标明的压力数值之和,输出压力值的误差不超过该值的±0.05%。当输出压力值小于压力计上限值的10%时,误差不超过上限值10%的±0.05%。
  活塞式压力计具有准确度高、性能稳定、操作简单等优点,在量值传递、精密测量、常规测量方面得到了广泛的推广和使用。
  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活塞面积,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,乌鲁木齐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,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。
  我院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zui低级别的0.05级活塞砝码质量的zui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。

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