压力计砝码质量校准需要注意的问题

质量是物体的zui重要属性之,它的计量在整个计量领域中有其特殊的地位,这不仅是因为它是七个基本量之,而且还因为许多计量都要依赖于它。

压力计量就离不开质量计量,在压力计砝码的质量校准时,若不准确,则活塞压力计显示的压力就不准确。 11活塞压力计砝码质量的计算 测量压力的砝码的质量按下式计算:   m=pA(1+ρa/ρm)/g (1)式中:m为砝码质量(kg);p为测量的压力值(Pa);A为压力计活塞的有效面积(m2);ρa为空气密 度(参考值ρa=112kg/m3);ρm为砝码的材料密度 (钢ρm=718×103kg/m3,铝ρm=217× 103kg/m3);g为压力计使用地点的重力加速度(m/s2 )。

对于等压力计砝码的质量允许误差不于±0101%; 对于二等压力计砝码的质量允许误差不于±0102%; 对于三等压力计砝码的质量允许误差不于± 0105%。 很显然,根据JJG29-90《等标准活塞式压力计检定规程》和JJG59-90《二、三等标准活塞式压力计检定规程》,此处的m是指砝码的真空质量值,即砝码的实际质量。

二、砝码的校准 根据JJG99-90《砝码试行检定规程》,我们知道 等砝码采用真空质量值,二等及以下准确度等级砝码般采用折算质量值。当使用单位要求给出真空中质量值时,检定或校准单位应按用户要求给出 真空中质量值。压力计砝码质量计算完后,交质量检定人员校准,校准给出的般是折算质量,除非行了换算。由压力砝码质量的允许误差,我们知道:用二等标准砝码作标准,辅以相应准确度的天平,就可以校准压力计砝码,若二等标准砝码证书中给出的修正值只是折算质量的修正值。显然,不符合压力计砝码质量计算公式中真空质量值的要求。

三、真空质量与折算质量 真空质量比理解,即砝码在真空中质量的约定真值,也就是说,它是用质量值已知而准确度在规定范围内的上级某标准砝码,在天平或秤上测 定这个砝码时,所复现的真空中的引力质量的实际值。 折算质量就是个实际砝码与材料密度为810g/cm3的假想砝码在空气密度为010012g/cm3的 条件下互相平衡,后者的真空质量值就称为前者的折算质量值,其中810g/cm3称为砝码的统约定密度。

我们般的称量不可能在真空中行,由于各种砝码材料不可能样,同样重量的砝码,体积就不可能*样,因此在空气中的浮力就不样,于是就产生了两个问题:是,在砝码检定工作中,如果标准砝码和被检砝码的材料不同,为使检定结果正确,就必须根据两砝码的体积,行空气浮力修正,这将非常麻烦。二是,用不同材料制成真空质量值相等的砝码,它们在空气中质量值并不相等。假如用它们来衡量同物体,自然会得到不同的衡量结果,就难于质量值的准确致。把不同材料的砝码的不同质量值,在事先规定好的条件下以某共同约定的密度值经过折算后来加以统,即引入折算质量的概念,这就解决了上述两个问题,这也就是为什么要引入折算质量这个概念的原因。

四、砝码真空质量与折算质量值的关系砝码折算质量值m3与真空质量值m的折算关系: m 3 =m(1-ρa/ρm)/(1-ρa/ρb)(2) 式中:m3为砝码折算质量(kg);ρb为砝码的统 约定密度(ρb=810g/cm3 );其余符号的意义同式(1)。 如果用折算质量值代替真空质量值,将引入误差,用相对误差表示: |m3-m|/m=|ρa(ρm-ρb)|/[ρm(ρb-ρa)] (3) 压力计砝码zui常用的材料是钢和铝:如果砝码是钢,假定钢ρm=718×103kg/m3,ρa =112kg/m3 ,代入式(3),则相对误差为010038%。 如果砝码是铝,假定铝ρm=217×103kg/m3,ρa =112kg/m3 ,代入式(3),则相对误差为01029%。 钢的相对误差较小,对于二、三等压力计砝码, 用折算质量代替实际质量,不会影响压力计的准确度;对于等压力计砝码则要具体分析。而铝的相对误差较,对于、二等压力计砝码显然不能用折算质量代替实际质量,至于三等压力计砝码则要具体分析。

由式(3),我们要可以看出当压力计砝码的材料密度接近砝码的统约定密度时,在空气密度为112kg/m3的条件下,相对误差就会很小,在满足压力 计准确度要求的情况下,可以用砝码折算质量代替 实际质量

五、砝码结论 通过上面的分析,在压力计砝码校准时,不要随 便地不加分析地用折算质量代替实际质量,应根据具体情况作必要的修正,判别是否将实际质量换算成折算质量,或标准砝码直接用实际质量。在校准过程中,还要注意空气浮力的修正问题