活塞式压力计与数字压力标准器读数不一致怎么办?量值溯源与比对方法
"我们计量室有一台 0.05 级活塞式压力计,去年又配了一台 0.02 级数字压力标准器,检定同一块压力表时两者差 0.03% 左右,到底该信谁?两台之间怎么做比对才算数?"这是压力计量岗位经常被问到的问题。
一、两者的量值从哪里来
活塞式压力计属于压力量值的直接复现装置:压力由砝码重力作用在活塞有效面积上产生,基本关系为 p = Σm·g / A,再修正空气浮力与温度形变。它不依赖上级压力标准赋值,所以常作为实验室内部的压力基准。
数字压力标准器则是比较式器具:由压阻、电容或谐振敏感元件把压力转换为电信号,其量值完全来自上级标准器的校准赋值。证书上的示值误差、回差、长期稳定性,决定了它当前的可信程度。
二、活塞式压力计必须算进去的修正项
- 重力加速度 g:砝码产生的力与当地 g 成正比,设备搬迁后必须重新取值。
- 空气浮力:砝码与活塞组件排开空气,低压段相对影响更明显。
- 温度:活塞与活塞筒材料热膨胀会改变有效面积,需按线膨胀系数修正到参考温度。
- 压力形变系数:高压下活塞筒弹性膨胀使有效面积变大,需引入形变修正项。
- 垂直度与转速:安装不水平带来侧向力,转速衰减过快则摩擦力上升,均影响平衡点。
三、比对该怎么做
- 同一气源、同一取压口:两台标准器并联,管路尽量对称,避免高度差引入液柱误差。
- 做升压与降压全循环:活塞侧加砝码,数字标准器同步读数,取正反行程平均值以分离迟滞。
- 判定差值:设两台扩展不确定度为 U1、U2,若 │Δ│ ≤ √(U1²+U2²),说明差值处在两者能力范围内,属正常;超出则先查修正项与管路泄漏,再安排送检。
- 避开量程两端:活塞式受起始砝码质量限制,低压段分辨力下降;数字标准器接近满量程时蠕变与非线性变大,比对点应避开这两个区间。
四、维护与通用选用原则
活塞系统保持清洁,禁油场合使用规定介质;砝码防锈、防磕碰并按周期复检;活塞筒垂直度定期检查。数字标准器上电后充分预热,关注零点漂移与电池电压。周期检定一般依据 JJG 59《活塞式压力计》与 JJG 875《数字压力计》执行,证书到期前完成送检。
通用工程原则是:按被测对象要求的准确度等级、介质(气体或液体、是否禁油)、压力范围以及现场温度波动条件,确定采用活塞式直接复现还是数字式比较测量;条件允许时让两者互为核查,比依赖单一器具更易发现漂移。