專利名稱:一種活塞式壓力計活塞有效面積的檢定裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種活塞式壓力計活塞有效面積的檢定裝置，包括標(biāo)準(zhǔn)活塞、數(shù)字壓力計、加壓單元、活塞式壓力計系統(tǒng)和若干個砝碼；所述標(biāo)準(zhǔn)活塞和待檢定活塞裝載在活塞式壓力計系統(tǒng)上；所述砝碼放置在所述標(biāo)準(zhǔn)活塞或待檢定活塞上；所述加壓單元向所述活塞式壓力計系統(tǒng)加壓；所述數(shù)字壓力計裝載在所述活塞式壓力計系統(tǒng)上，以測量標(biāo)準(zhǔn)活塞或待檢定活塞所受的壓力。本實用新型通過在標(biāo)準(zhǔn)活塞和待檢定活塞上加減相同增量的砝碼，進而獲得對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)活塞和待檢定活塞的壓力的增量，從而獲得活塞式壓力計活塞的有效面積，不需要反復(fù)加減小砝碼，極大提高了工作效率。
【專利說明】
-種活塞式壓力計活塞有效面積的檢定裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型設(shè)及計量檢定領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種活塞式壓力計活塞有效面積的檢定 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 活塞式壓力計作為壓力計量量值傳遞的標(biāo)準(zhǔn)計量器具，具有準(zhǔn)確度等級高、穩(wěn)定 性好、測量范圍寬等優(yōu)點。基于上述優(yōu)點，法定計量檢定機構(gòu)一般都將活塞式壓力計作為社 會公用計量標(biāo)準(zhǔn)，在行政范圍內(nèi)開展法定的量值傳遞工作;而一般的企事業(yè)單位也會選擇 活塞式壓力計作為本單位的最高壓力計量標(biāo)準(zhǔn)，在本單位內(nèi)開展量值傳遞工作。按照計量 法的要求，W上兩種性質(zhì)的活塞式壓力計標(biāo)準(zhǔn)器都屬于強制檢定的計量器具，所W，活塞式 壓力計量值的準(zhǔn)確、有效溯源十分重要。
[0003] 根據(jù)質(zhì)檢總局的要求，活塞式壓力計的量值溯源方式需依據(jù)國家計量檢定規(guī)程 JJG59-2007進行檢定;該規(guī)程基于Rl 101994化)《活塞壓力計》國際建議制定，將活塞式壓力 計的有效面積的檢定作為量值溯源的關(guān)鍵步驟。目前，現(xiàn)有的活塞有效面積檢定方法通常 采用直接平衡法或起始平衡法。運兩種方法本質(zhì)相同，都是將待檢定活塞和標(biāo)準(zhǔn)活塞同時 裝載或者通過管道連接在同一檢定系統(tǒng)上，分別在待檢定活塞和標(biāo)準(zhǔn)活塞上加減破碼，使 待檢定活塞和標(biāo)準(zhǔn)活塞上受到的壓力(強)相等W達到動態(tài)平衡，獲得動態(tài)平衡狀態(tài)下放置 在待檢定活塞和標(biāo)準(zhǔn)活塞上的破碼質(zhì)量，已知標(biāo)準(zhǔn)活塞的有效面積(溯源至更高的標(biāo)準(zhǔn)）； 最后根據(jù)公式計算獲得待檢定活塞式壓力計的活塞有效面積。
[0004] 采用直接平衡法或起始平衡法檢定活塞式壓力計活塞有效面積的公式原理如下：
[0005] 活塞式壓力計活塞有效面積檢定的基本公式如下：
[0006]
[0007]其中，A:活塞式壓力計的有效面積;m:平衡時破碼質(zhì)量;g:重力加速度;P:平衡時 施加在活塞式壓力計上的壓力；
[000引由于在待檢定活塞和標(biāo)準(zhǔn)活塞上施加的壓力相等，即P = P'；因此當(dāng)待檢定活塞和 標(biāo)準(zhǔn)活塞達到動態(tài)平衡狀態(tài)時，可得到公式如下：
[0009]
[0010] 進一步推導(dǎo)，可獲得待檢定活塞式壓力計的活塞的有效面積公式如下：
[0011]
[0012] 其中，A，A'：表示標(biāo)準(zhǔn)活塞和待檢定活塞的有效面積;m，m'：表示達到動態(tài)平衡時， 分別加在標(biāo)準(zhǔn)活塞和待檢定活塞上的破碼質(zhì)量;P，P'：表示達到動態(tài)平衡時，標(biāo)準(zhǔn)活塞和待 檢定活塞分別承受的壓力。
[0013] 最后，通過獲得動態(tài)平衡狀態(tài)下標(biāo)準(zhǔn)活塞和待檢定活塞上所加破碼質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)活 塞的有效面積，再根據(jù)上述公式即可計算獲得待檢定活塞式壓力計的有效面積。
[0014] 但是，采用直接平衡法或起始平衡法對活塞式壓力計活塞有效面積檢定時，操作 難度大，并且對檢定人員的要求較高。因為采用直接平衡法或起始平衡法檢定時，在檢定過 程中最重要的步驟是使標(biāo)準(zhǔn)活塞和待檢定活塞達到動態(tài)平衡，即使p=p'，而活塞式壓力計 的靈敏度很高，為達到動態(tài)平衡需要多次加減小破碼，且需要反復(fù)調(diào)整，費時費力，工作效 率不高;并且在運加減破碼的過程中，標(biāo)準(zhǔn)活塞和待檢定活塞還要保持各自工作的位置，均 W(30-60)r/min的速度轉(zhuǎn)動，運就大大增加了操作的難度。此外，也是十分重要的一點，活 塞達到動態(tài)平衡時可能W-定的速度下降，運需要檢定員依據(jù)經(jīng)驗和知識來進行判斷，稍 有疏忽就有可能造成計算結(jié)果與實際有較大偏差。 【實用新型內(nèi)容】
[0015] 本實用新型在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種不需要加減小破碼、簡單 實用、提高工作效率，能實現(xiàn)對活塞式壓力計活塞有效面積進行檢定的裝置。
[0016] 本實用新型是通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種活塞式壓力計活塞有效面積的檢定 裝置，包括標(biāo)準(zhǔn)活塞、數(shù)字壓力計、加壓單元、活塞式壓力計系統(tǒng)和若干個破碼;所述標(biāo)準(zhǔn)活 塞和待檢定活塞裝載在活塞式壓力計系統(tǒng)上;所述破碼放置在所述標(biāo)準(zhǔn)活塞或待檢定活塞 上;所述加壓單元向所述活塞式壓力計系統(tǒng)加壓;所述數(shù)字壓力計裝載在所述活塞式壓力 計系統(tǒng)上，W測量標(biāo)準(zhǔn)活塞或待檢定活塞所受的壓力。
[0017] 相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型通過將標(biāo)準(zhǔn)活塞、待檢定活塞和數(shù)字壓力計裝載在 同一活塞式壓力計系統(tǒng)上，并在標(biāo)準(zhǔn)活塞和待檢定活塞上加減相同質(zhì)量的破碼，使放置在 標(biāo)準(zhǔn)活塞和待檢定活塞上的破碼的增量相同，進而只需通過數(shù)字壓力計獲得對應(yīng)地標(biāo)準(zhǔn)活 塞和待檢定活塞的壓力的增量，就可獲得活塞式壓力計活塞有效面積，不需要判斷兩活塞 是否同時達到平衡，也不需要加減小破碼，使得普通工作人員即可完成對活塞是壓力計有 效面積的檢定，簡單實用，大大提高了工作效率。
[0018] 進一步地，還包括一數(shù)據(jù)采集處理單元;所述數(shù)字采集處理單元與所述數(shù)字壓力 計連接并接收所述數(shù)字壓力計傳送的壓力信號。
[0019] 進一步地，所述數(shù)字壓力計內(nèi)的傳感器為石英諧振壓力傳感器。
[0020] 為了更好地理解和實施，下面結(jié)合附圖詳細說明本實用新型。
【附圖說明】

[0021] 圖1是本實用新型活塞式壓力計活塞有效面積的檢定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 請參閱圖1，其是本實用新型活塞式壓力計活塞有效面積的檢定裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖。該活塞式壓力計活塞有效面積的檢定裝置，包括標(biāo)準(zhǔn)活塞1、活塞式壓力計系統(tǒng)2、預(yù)壓 單元3、加壓單元4、若干個破碼5、數(shù)字壓力計6和數(shù)據(jù)采集處理單元7。
[0023] 所述標(biāo)準(zhǔn)活塞1和待檢定活塞8裝載在所述活塞式壓力計系統(tǒng)2上。所述預(yù)壓單元3 和加壓單元4向所述活塞式壓力計系統(tǒng)巧日壓，W對所述標(biāo)準(zhǔn)活塞1或待檢定活塞8施壓。所 述破碼5放置在所述標(biāo)準(zhǔn)活塞1或待檢定活塞8上，W使所述標(biāo)準(zhǔn)活塞1或待檢定活塞8處于 工作位置并保持一定的速度順時針旋轉(zhuǎn)，進而使所述標(biāo)準(zhǔn)活塞I或待檢定活塞8達到平衡。 所述數(shù)字壓力計6裝載在所述活塞式壓力計系統(tǒng)2上，并將測量的標(biāo)準(zhǔn)活塞1或待檢定活塞8 所受的壓力信號傳送到所述數(shù)字采集處理單元7。
[0024] 所述活塞式壓力計系統(tǒng)2上設(shè)有分別與所述標(biāo)準(zhǔn)活塞1、待檢定活塞8、數(shù)字壓力計 6、預(yù)壓單元3和加壓單元4連通的標(biāo)準(zhǔn)活塞閥口 21、待檢定活塞閥口 22、數(shù)字壓力計閥口 23、 預(yù)壓單元閥口 24和加壓單元閥口 25。
[0025] 本實施例中，所述數(shù)字壓力計6內(nèi)的傳感器為石英諧振壓力傳感器。石英諧振壓力 傳感器具備優(yōu)良的年穩(wěn)定性和極高的線性度和重復(fù)性，尤其是在一定的測量范圍內(nèi)誤差 小，能夠?qū)崿F(xiàn)讀數(shù)精度，堪比相同精度的活塞式壓力計。
[0026] 本實用新型中，所述活塞式壓力計系統(tǒng)內(nèi)使用的造壓介質(zhì)為液體或者氣體，分別 對應(yīng)于活塞式壓力計系統(tǒng)和氣體活塞式壓力計系統(tǒng)，本實用新型將運兩個系統(tǒng)統(tǒng)稱為活塞 式壓力計系統(tǒng)。
[0027] 本實用新型提出的活塞式壓力計活塞有效面積的檢定裝置，待檢定活塞8和標(biāo)準(zhǔn) 活塞1可W不必同時安裝在活塞式壓力計系統(tǒng)2上，因為待檢定活塞8和標(biāo)準(zhǔn)活塞1的檢定時 獨立檢定的，只需要確保加載在待檢定活塞8和標(biāo)準(zhǔn)活塞1上的破碼的質(zhì)量的增量相同即 可。
[0028] 下面先介紹本實用新型提出的檢定裝置用來檢定活塞式壓力計活塞有效面積的 基本原理：
[0029] 根據(jù)活塞式壓力計活塞有效面積檢定的基本公式.
可知，當(dāng)在活塞上加減 的破碼5增量發(fā)生變化時，相應(yīng)地施加在活塞上的壓力的增量也會成比例地發(fā)生變化。因 此，活塞式壓力計活塞有效面積的基本公式可轉(zhuǎn)換為：
[0030]
[0031] 也就是說，在標(biāo)準(zhǔn)活塞1和待檢定活塞8上分別加減相同質(zhì)量的破碼5(同一套破碼 5)，使放置在標(biāo)準(zhǔn)活塞1和待檢定活塞8上的破碼的增量相同，通過獲得對應(yīng)地標(biāo)準(zhǔn)活塞1和 待檢定活塞8的壓力的增量，就可獲得活塞式壓力計活塞有效面積，即上述公式可W進一步 推導(dǎo)得到如下公式：
[0032]
[0033] 進而可W獲得活塞式壓力計活塞有效面積的計算公式如下：
[0034]
[0035] 上述公式中，AP，AP'：表示加減破碼5前后，標(biāo)準(zhǔn)活塞1和待檢定活塞8壓力的增 量;A，A'：表示標(biāo)準(zhǔn)活塞1和待檢定活塞8的有效面積。
[0036] 下面介紹本實用新型提出的檢定裝置用來檢定活塞式壓力計活塞有效面積的步 驟，具體步驟如下：
[0037] 步驟SI:在標(biāo)準(zhǔn)活塞1上加減破碼5,記錄加減的破碼5質(zhì)量的增量，對應(yīng)地獲得標(biāo) 準(zhǔn)活塞1達到平衡時所受的壓力的增量AP;
[0038] 具體的，將標(biāo)準(zhǔn)活塞I、數(shù)字壓力計6和待檢定活塞8裝載在一活塞式壓力計系統(tǒng)2 上，在活塞式壓力計系統(tǒng)2上設(shè)置一預(yù)壓單元3和加壓單元4;在數(shù)字壓力計6上連接一數(shù)據(jù) 采集處理單元7。
[0039] 打開標(biāo)準(zhǔn)活塞閥口 21、數(shù)字壓力計閥口 23、預(yù)壓單元閥口 24和加壓單元閥口 25,關(guān) 閉待檢定活塞閥口 22。對第一個壓力點進行檢定時，在標(biāo)準(zhǔn)活塞1上加入與第一個被檢定壓 力點相對應(yīng)質(zhì)量的破碼5,通過預(yù)壓單元3先向活塞式壓力計系統(tǒng)2手動加壓，待手感受到活 塞式壓力計系統(tǒng)2內(nèi)已有一定壓力時，用加壓單元4加壓，使活塞上升至工作位置。同時轉(zhuǎn)動 破碼5,使標(biāo)準(zhǔn)活塞1達到平衡并W(30-60)r/min的速度順時針轉(zhuǎn)動，通過數(shù)據(jù)采集處理單 元7獲得此時標(biāo)準(zhǔn)活塞1所受的壓力，記錄此時加在標(biāo)準(zhǔn)活塞1上的破碼5的質(zhì)量。待第一個 檢定壓力點檢定完成后，在活塞上加放與第二個被檢定壓力點相對應(yīng)的破碼，重復(fù)檢定第 一個檢定點的步驟，使活塞達到同一工作位置；同時轉(zhuǎn)動破碼5,使標(biāo)準(zhǔn)活塞1達到平衡并W (30-60 );r/min的速度順時針轉(zhuǎn)動，通過數(shù)據(jù)采集處理單元7獲得此時標(biāo)準(zhǔn)活塞1壓力計所受 的壓力，記錄此時加在標(biāo)準(zhǔn)活塞1上的破碼5質(zhì)量;進而獲得標(biāo)準(zhǔn)活塞1在第一個檢定壓力點 與第二個檢定壓力點所受的壓力增量AP，計算標(biāo)準(zhǔn)活塞1在第一個檢定壓力點和第二個檢 定壓力點檢定時放置的破碼5的質(zhì)量增量Am。W此類推，分別對其他待檢定壓力點進行測 量和記錄。
[0040] 步驟S2:按照步驟Sl的方法，在待檢定活塞8上加減破碼5,使在待檢定活塞8加減 的破碼質(zhì)量的增量與標(biāo)準(zhǔn)活塞1上加減的破碼質(zhì)量的增量相等;獲得待檢定活塞8達到平衡 時所受的壓力的增量AP'；要保證破碼的添加順序和步驟Sl完全相同，因為不同的破碼質(zhì) 量可能會有差別。
[0041] 具體的，關(guān)閉標(biāo)準(zhǔn)活塞閥口21，打開待檢定活塞閥口22、數(shù)字壓力計閥口23、預(yù)壓 單元閥口 24和加壓單元閥口 25。在待檢定活塞8上加入與標(biāo)準(zhǔn)活塞1的第一個被檢定壓力點 相對應(yīng)質(zhì)量的破碼5,通過預(yù)壓單元3先向活塞式壓力計系統(tǒng)2手動加壓，待手感受到活塞式 壓力計系統(tǒng)2內(nèi)已有一定壓力時，用加壓單元4加壓，使活塞上升至工作位置。使標(biāo)準(zhǔn)活塞1 達到平衡并W(30-60)r/min的速度順時針轉(zhuǎn)動，通過數(shù)據(jù)采集處理單元7獲得此時標(biāo)準(zhǔn)活 塞1所受的壓力，記錄此時加在標(biāo)準(zhǔn)活塞1上的破碼5的質(zhì)量。待第一個檢定壓力點檢定完成 后，開始對第二個檢定點進行檢定，在活塞式壓力計系統(tǒng)2上增加Am'質(zhì)量的破碼5,使得待 檢定活塞8加減破碼5的增量與標(biāo)準(zhǔn)活塞1上加減破碼的增量相等，即Am' = Am。通過數(shù)據(jù) 采集處理單元7獲得此時待檢定活塞8壓力計所受的壓力，進而獲得待檢定活塞8的第一個 檢定壓力點和第二檢定壓力點所受的壓力增量AP'。W此類推，分別對其他待檢定壓力點 進行測量和記錄。
[0042] 步驟S3:獲得標(biāo)準(zhǔn)活塞1的有效面積A;并根據(jù)公式計算獲得待檢定活塞的有效面 積，活塞式壓力計活塞有效面積的計算公式如下：
[0043]
[0044] 上述公式中，AP，AP' ：分別表示標(biāo)準(zhǔn)活塞1和待檢定活塞8所受的壓力的增量;A， A'：分別表示標(biāo)準(zhǔn)活塞1和待檢定活塞8的有效面積。
[0045] 具體實例中，檢定環(huán)境滿足檢定規(guī)程JJG 59-2007的要求，標(biāo)準(zhǔn)活塞1為測量范圍 為（1~60)MPa準(zhǔn)確度等級為0.01級的活塞式壓力計，被檢活塞為0.05級的相同測量范圍活 塞式壓力計，使用石英諧振壓力傳感器的數(shù)字壓力計6為準(zhǔn)確度等級為0.01級，年穩(wěn)定性優(yōu) 于0.005%。根據(jù)W上方法計算和測得的數(shù)據(jù)參照表1活塞有效面積檢定原始數(shù)據(jù)和表2活 塞有效面積檢定計算結(jié)果，如下：
[0046] 表1活塞有效面積檢定原始數(shù)據(jù)
[0047]
[0(
[0(
[0050]由表1和表2可知，本實施例中提出的檢定方法中，用相鄰檢定點壓力示值之差代 替示值。而由于標(biāo)準(zhǔn)W及被檢活塞的活塞連接桿質(zhì)量不同，因此第一個檢測點的破碼質(zhì)量 不相同，于是將其作為檢測的起始點，后續(xù)檢測中，每一個標(biāo)準(zhǔn)活塞W及待檢定活塞，檢測 點的破碼增量相同。而用常規(guī)的檢定方法進行活塞有效面積檢定，必須考慮標(biāo)準(zhǔn)器W及被 檢活塞使用兩套破碼而引入的不確定度，而本實施例中提出的檢定方法得到每個點的數(shù)值 用的都是同一破碼，不需要考慮破碼引入的不確定度，進而提高了檢定的準(zhǔn)確度。
[0051] 同時，本實施中提出的檢定方法中，每個點數(shù)值都測量=次，最后采用加權(quán)平均的 方法得到實驗結(jié)果，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，減小了偶發(fā)性因素帶來的不確定度。由于增加測 量次數(shù)能夠減小不確定度，但是會增加檢定的時間，在實際應(yīng)用中，應(yīng)該根據(jù)實際情況來確 定檢定的循環(huán)數(shù)。
[0052] 考慮到有可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)異常，對于得到的數(shù)據(jù)首先用30法則判定是否存在粗大 誤差，在本例中沒有發(fā)現(xiàn)粗大誤差，由于每一組數(shù)據(jù)都具有一定的不確定度，其對最終結(jié)果 的影響應(yīng)該和不確定度的大小相關(guān)，具體來說，和不確定度的平方成反比，因此采用對每一 個活塞有效面積采用加權(quán)平均值的方式來得出合成的活塞有效面積。
[0053] 經(jīng)過中國計量院國家基準(zhǔn)量傳的0.01級標(biāo)準(zhǔn)活塞1有效面積A為0.1001643cm2,計 算可得本例中A '的算術(shù)平均值為0.100102cm2，加權(quán)平均值為:0.100099cm2。
[0054] 在進行新方法檢定的同時，為了得到常規(guī)檢定方法下的參考數(shù)據(jù)，在重復(fù)性的測 量條件下，使用起始平衡法檢定得到的被檢活塞有效面積為0.100099cm2。常規(guī)檢定方法得 出的數(shù)據(jù)和使用新方法加權(quán)平均后的結(jié)果在小數(shù)點后6位完全一致，兩種方法得到的結(jié)果 具有高度的一致性，說明使用新方法進行活塞有效面積的檢定是完全可行的。
[0055] 進一步地，為說明本實用新型提出的檢定裝置檢定活塞有效面積的方法的科學(xué)可 行性，通過測量計算不確定度進行評定，具體的評定過程如下：
[0056] 1.(測量方法)概述
[0057] 1.1測量依據(jù):1化59-200^活塞式壓力計》檢定規(guī)程 [005引 1.2測量環(huán)境:溫度：（20±1)。(：；濕度：《80%。
[0化9] 1.3標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備：
[0060] 0.01級活塞式壓力計，巧慢范圍：（1~60)MPa
[00W] 0.01級數(shù)字壓力計(石英諧振），示值范圍：（0~60)MPa
[00創(chuàng) 1.4被測對象:0.05級活塞式壓力計，現(xiàn)慢范圍：（1~60)MPa [006；3] 1.5測量過程：
[0064] 1)使用標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計檢測數(shù)字壓力計，每個檢測點讀數(shù)=次，數(shù)字壓力計讀 數(shù)平均值Pi為該檢測點結(jié)果，如第一個檢測點為Pi為lOMPa，最后一個檢測點Ps為60MPa，檢 巧1點間隔為lOMPa，設(shè)APi = Pw-Pi(其中i表示第i個相鄰被檢定壓力點，i = l，2,3,4,5)。2) 使用被檢活塞式壓力計檢測數(shù)字壓力計，檢測步驟同上，每個點讀數(shù)使用與上一步驟相同 的破碼，同樣可得APl'=Pl'+l-Pl'（其中i表示第i個相鄰被檢定壓力點，i = l，2,3,4,5)。 [00化]2.模型評定：
[0066] 依據(jù)測量方法，每個被檢定壓力點添加的破碼質(zhì)量完全相等，即：Ami= Ami'，而 Ami= APi*A，Am'i= APi'*A'，（其中i表示第i個相鄰被檢定壓力點，i = l，2,3.,,)于是 建立如下數(shù)學(xué)模型：
[0067]
(1)
[0068] 式中：A'表示待檢定活塞式壓力計活塞的有效面積，單位cm2; A表示0.01級標(biāo)準(zhǔn)活 塞式壓力計活塞的有效面積，單位cm2。設(shè)定：
則公式(1)變?yōu)椋?br>[0069] A'=M (2)
[0070]由于A'、A、M之間獨立不相關(guān)，得方差：
[0071 ] u2(a，）= c2(a) ? u2(a)+c2(m) ? u2(m) (3)
[0072]式中：C為靈敏系數(shù)，分別為c(A)=M;c(M)=A;
[007；3] 將(3)式左邊除WA'2,右邊除W(M)2,得
[0074] U^rel(A' ) =U^rel(A)+U^rel(M) (4)
[00對考慮活塞系統(tǒng)不垂直帶來的影響Urel(Sl)，環(huán)境溫度的影響Urel(Ss)，貝化式可表示 為：
[0076] U^el(A')=U^rel(A)+U^rel(M)+U^el(5l)+U^rel(52) (5)
[0077] 3.不確定度來源分析
[0078] 3.1)輸入量A引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度Urel(A)
[0079] 輸入量A引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要來源是0.01級活塞壓力計活塞有效面積誤差引 起，采用B類方法評定。
[0080] 3.2)輸入量M引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度Urel(M)
[0081] 輸入量M引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要來源是重復(fù)性試驗和分辨率其中較大者引起， 前者采用A類方法評定，后者采用B類方法評定。
[00劇 3.3)輸入量Sl引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度Urel(Sl)
[0083] 輸入量Si引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要來源是活塞安裝軸線不垂直引起，采用B類方 法評定。
[0084] 3.4)輸入量S2引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度Urel(Ss)
[0085] 輸入量S2引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要來源是環(huán)境溫度變化引起，采用B類方法評定。
[0086] 4.標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定
[0087] 4.1)輸入量A引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度Urel(A)
[0088] 本項來源于0.0 l級活塞有效面積帶來的影響，允許偏差為±0.006%。服從正態(tài)分 布，k = 3，故標(biāo)準(zhǔn)不確定度
[0089] 4.2)輸入量M引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度Urel(M)
[0090] 本項來源于重復(fù)性測量，M的5次計算結(jié)果及相對不確定度分別為：0.999583, 0.013% ;0.999234，0.012% ;0.999433，0.008% ;0.999367'0.008%;0.999267'0.006%; 加權(quán)算術(shù)平均值游的實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差Si按下式計算；
其中m = 5，ti為i 次測量結(jié)果的權(quán)，與相對不確定度平方成反比，計算可得Si = 0.005%。數(shù)字壓力計分辨率 引入的不確定度分量計算:S2 = 0.298/10 = 0.0029%，S2<si,卯Jsm= Si = 0.00 5%。
[0091] 4.3)輸入量Sl引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度Urel(Sl)
[0092] 本項為活塞系統(tǒng)不垂直帶來的影響，允許不垂直度為5 >
服從均勻分布，/；，= ，故相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度
[0093] 4.4)輸入量52引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度化61他）
[0094] 由于一個測量程序會在Ih內(nèi)完成，實驗室條件能保證在一個測量程序時間內(nèi)溫度 的變化量微乎其微。因此溫度變化引入的不確定度分量可W忽略。
[0095] 5.被測量(或輸出量)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定
[0096] 表3標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量均勻分布一覽表
[0097]
[0098] 因測量各量獨立不相關(guān)，則合成不確定度為：
[0099]
[0100] 6.擴展不確定度
[0101] 測量范圍（1~60)M化，0.01級活塞式壓力計檢定0.05級活塞式壓力計為:Urei = kurel = 0.011% ,k = 2〇
[0102] 由此可見，本實用新型提出的檢定裝置進行0.05級活塞有效面積檢定，擴展不確 定度為0.Ol %，滿足規(guī)程要求的量傳比要求。
[0103] 相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型通過將標(biāo)準(zhǔn)活塞、待檢定活塞和數(shù)字壓力計裝載在 同一活塞式壓力計系統(tǒng)上，并在標(biāo)準(zhǔn)活塞和待檢定活塞上加減相同質(zhì)量的破碼，使放置在 標(biāo)準(zhǔn)活塞和待檢定活塞上的破碼的增量相同，進而只需通過數(shù)字壓力計獲得對應(yīng)地標(biāo)準(zhǔn)活 塞和待檢定活塞的壓力的增量，就可獲得活塞式壓力計活塞有效面積，不需要判斷兩活塞 是否同時達到動態(tài)平衡，也不需要加減小破碼，使得普通工作人員即可完成對活塞是壓力 計有效面積的檢定，簡單實用，大大提高了工作效率。
[0104] 本實用新型并不局限于上述實施方式，如果對本實用新型的各種改動或變形不脫 離本實用新型的精神和范圍，倘若運些改動和變形屬于本實用新型的權(quán)利要求和等同技術(shù) 范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含運些改動和變形。
【主權(quán)項】
1. 一種活塞式壓力計活塞有效面積的檢定裝置，其特征在于：由標(biāo)準(zhǔn)活塞、數(shù)字壓力 計、加壓單元、活塞式壓力計系統(tǒng)和若干個砝碼組成;所述標(biāo)準(zhǔn)活塞和待檢定活塞裝載在活 塞式壓力計系統(tǒng)上;所述砝碼放置在所述標(biāo)準(zhǔn)活塞或待檢定活塞上;所述加壓單元向所述 活塞式壓力計系統(tǒng)加壓;所述數(shù)字壓力計裝載在所述活塞式壓力計系統(tǒng)上，以測量標(biāo)準(zhǔn)活 塞或待檢定活塞所受的壓力。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞式壓力計活塞有效面積的檢定裝置，其特征在于:所述數(shù) 字壓力計內(nèi)的傳感器為石英諧振壓力傳感器。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的活塞式壓力計活塞有效面積的檢定裝置，其特征在于:還包括 預(yù)壓單元，所述預(yù)壓單元設(shè)置在所述活塞式壓力計系統(tǒng)上。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的活塞式壓力計活塞有效面積的檢定裝置，其特征在于:所述活 塞檢定裝置上設(shè)有分別與所述標(biāo)準(zhǔn)活塞、待檢定活塞、數(shù)字壓力計、預(yù)壓單元和加壓單元連 通的標(biāo)準(zhǔn)活塞閥門、待檢定活塞閥門、數(shù)字壓力計閥門、預(yù)壓單元閥門和加壓單元閥門。
【文檔編號】G01L27/00GK205719399SQ201521018226
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2015年12月9日
【發(fā)明人】曾麟, 周四清, 龍彥韜, 莫曉山, 吳雙雙, 胡匡生, 熊知明, 李銀軒, 羅建明, 劉源
【申請人】湖南省計量檢測研究院