高精度活塞式压力计专用砝码质量在计算和修正中的问题

在质量计量中，砝码质量有折算质量和真空中的质量两种表达方式，在实际的量传工作中，除一等砝码采用真空中质量外，其余所有标准质量均采用折算质量。而活塞压力计的专用砝码在送到质量室进行检测时，均为折算质量值，这时如果按照活塞压力计检定规程中的公式进行砝码的计算和修正就会出现错误。本文对活塞压力计专用砝码的质量由于折算质量和真空中的实际质量的不同所带来的差异进行了详细的分析，对由此引起的活塞压力计压力量值的影响进行了详细的阐述和计算。

1.活塞式压力计专用砝码的计算和修正

1.1折算质量和真空中质量折算质量即在空气密度为1.2kg/m3的条件下，折算到密度为8000kg/m2的质量。即当一只实际砝码与另一材料密度为8000kg/m3的假想砝码，在空气密度为1.2kg/m3的条件下相平衡，则后者在真空中的质量值就是前者的折算质量。

真空中质量即砝码在真空中测定的真实质量。真空中质量与折算质量的关系如式（4）：

1.2活塞压力计专用砝码质量的计算由式（4）式（2）式（3），我们可以得到当用折算质量来表达砝码的质量时，活塞式压力计产生的压力p的计算公式如式（5）式（6）：

表压模式：

由于质量室在对专用砝码进行检测时，依据相应的检定规程，给出的砝码质量是砝码的折算质量，这时，如果我们在使用活塞式压力计时直接用证书上的折算质量代入到式（2）和式（3）中进行压力计算，必然使计算结果不正确，使活塞式压力计的量传工作出现错误，甚至造成严重的后果。而在实际工作中，我们也发现经常会出现这种错误的情况。当砝码质量为折算质量时，正确的做法应该是利用式（5）和式（6）来计算活塞式压力计产生的压力。

表1列出了不同的质量表达方式（折算质量和真空中实际质量）对几种常见砝码材料的活塞压力计所带来的影响。

由表1可以看出，对于活塞材料为不锈钢（或碳钢）的工作基准活塞式压力计（其最大允许误差为0.005），由于折算质量和真空中质量的差异所带来的误差约为0.0004%，因此它对这种活塞式压力计的影响可以忽略。而对于工作基准级的活塞材料为碳化钨的活塞式压力计，由于折算质量和真空中质量的差异所带来的0.0064%的误差已经远远大于活塞式压力计所允许的最大误差，已无法满足工作基准活塞式压力计的技术指标。

2、结束语

碳化钨具有受压力影响形变较小、受温度变化影响较小以及时效性好等优点，是活塞系统的理想材料，在世界范围内已经取代了碳钢材料的活塞。在我国，随着活塞加工工艺和水平的提高，碳化钨材料的活塞也已被广泛生产和使用。由前面的分析和计算可以看出，对于由这种材料制成的工作基准级（0.005%级）活塞系统，由于折算质量和真空中质量的差异对活塞压力计所产生的压力的误差已经达到0.0064%。因此，我们在进行活塞压力计专用砝码的计算和修正时，务必要分清所给的砝码质量是折算质量还是真空中实际质量，以便对活塞压力计所产生的压力进行正确的计算和修正。