山東省棗莊市計量測試所　張蕾  劉繼武

　　一、問題的提出

　　在檢定彈簧管式精密壓力表時通常選用二等標準活塞壓力計。根據其工作原理，二等標準活塞壓力計產生的壓力為P=W/S，W為砝碼加活塞及上部圓盤的總重力，S為活塞的有效面積。因此，活塞式壓力計的測量準確度主要取決于活塞的有效面積及專用砝碼重量的測量準確度。由于專用砝碼的測量準確度易于控制在0.005%之間，所以故活塞式壓力計的測量準確度主要由活塞有效面積的測量準確度確定。國際法制計量組織建議，活塞初始有效面積的不確定度允許為綜合準確度的50%。因此，分析活塞有效面積的不確定度，對提高活塞式壓力計在測量中的準確度極為重要。因此本文重點對二等標準活塞壓力計有效面積的不確定度進行分析。    

　　二、對二等標準活塞壓力計有效面積的不確定度進行分析

　　標準活塞式壓力計有效面積的不確定度，主要取決于以下8個方面的誤差。影響活塞有效面積的誤差主要有:

　1.一等標準活塞式壓力計活塞有效面積傳遞誤差
    二等標準活塞式壓力計的活塞有效面積是由一等標準活塞傳遞而來的。其誤差
    Δ₁=±1×10^-4

    2.一等標準活塞式壓力計專用砝碼質量傳遞誤差
    Δ₂≤1×10^-4

    3.環境溫度變化引起的誤差
    溫度對有效面積的影響也是不可忽略的。檢定規程中規定，二等標準活塞式壓力計應在(20±2)℃條件下檢定。當T=22℃或T=18℃時，引起的誤差變化為:
    Δ₃=(a₁+a₂)(t-20)=±0.44×10^-4
    式中，a₁、a₂分別為活塞和活塞筒材料的線膨脹系數，均為11×10^-6℃。

    4.檢定活塞有效面積時，起始平衡零點變化也會引起活塞有效面積的變化，其誤差
    Δ₄=±0.5×10^-4

    5.靈敏閥引起的誤差
    Δ₅=±0.2×10^-4

    6.垂直性的影響引起的誤差
    承重底盤平面對活塞中心線或承重桿中心線垂直性誤差，其允許不垂直度≤5′。由此引起誤差為:
    Δ₆=±(1-cosa)/cosa=±(1-cos5′)/cos5′=±1.1×10^-6=±0.01×10^-4

    7.活塞受壓變形引起的誤差
    Δ₇=±0.03×10^-4

    8.使用地區的重力加速度測量準確度帶來的誤差
    重力加速度本身存在著測量誤差，其最高準確度為:Δ=1/g_o×10^-5=±1×10^-6
    設測量誤差Δ_g=±0.0005m/s²時，則有:
    Δ₈=±0.0005/9.79735=±0.5×10^-4
    式中，g=9.79735m/s²為棗莊地區重力加速度。
    上述8項誤差互不相關，故用方和根法合成。
    將上述8項誤差數據代入總不確定度公式，即可求得:
    
　　由此可得，二等標準活塞壓力計活塞有效面積的不確定度為1.7×10^-4,而實際工作中測量不確定度不一定達到最大。    

　　三、結論

　　JJG59-1990《二、三等標準活塞式壓力計》檢定規程中規定的二等標準活塞壓力計參數指標是合理的，按上述方法計算是可行的，能確保檢定結果的準確可靠。