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          公司新聞

          為《JJG 59—2022液體活塞式壓力計》新規程點贊,您實驗室的重力加速度實測了嗎?

          發布時間:2023-04-14

          活塞式壓力計新規程


          2023年3月26日即將實施的《JJG59—2022液體活塞式壓力計》檢定規程中規定,“使用0.005級和0.01級壓力計的單位,應進行重力加速度實地測量,使用其他準確度等級壓力計的單位,可根據情況選擇實地測量”。

          01差異影響?

          我們都知道,重力加速度理論標準值(公開可查的)和實地測量值之間是有差異的,那么有人就會問:重力加速度實地測量值與理論標準值之間的差異造成的影響到底有沒有?如果有,到底有多大?尤其是對于活塞式壓力計這個非常受重力加速度影響的儀器來說,這個影響我們可以直接忽略嗎?或者說,我們是否可以直接使用重力加速度理論標準值?

          答案是——

          影響非常大,而且無法忽略!

          02客戶案例

          我們以創威公司廈門某客戶為例。2020年,廈門某技術機構購買了創威公司3臺0.005級的活塞式壓力計,其中有1臺氣體真空活塞式壓力計、2臺全自動活塞式壓力計,量程區間為-0.1~60MPa。同時全權委托創威公司對其實驗室進行重力加速度的實地測量,并出具國家機構的測試校準證書。

          03實測重力加速度

          創威公司攜手中國計量科學研究院,為其實驗室進行重力加速度實地測試。

          經實測發現,在使用0.005級液體活塞式壓力計進行壓力表檢定時,重力加速度理論標準值和實測值下計算的專用砝碼質量之間存在明顯的差異,理論標準值下專用砝碼質量的誤差明顯大于允許誤差!現以0.005級6MPa活塞式壓力計的實測數據為例。將測試結果分析如下:

          1、試驗目的和方法

          1.1試驗目的

          探討重力加速度理論標準值和實地測量值下檢定上限為6MPa的活塞式壓力計(準確度等級為0.005級)專用砝碼的質量差異。

          1.2試驗方法

          1.2.1 試驗地點:廈門某技術機構計量實驗室(東經118.09**″,北緯24.47**″,海拔40米)
          1.2.2 試驗設備:檢定上限為6MPa的活塞式壓力計,準確度為0.005級。
          1.2.3專用砝碼質量的計算

          (1)公式:

          (1)式中:m——專用砝碼質量,kg;

          P——被測量壓力值,Pa;
          A′——被檢活塞式壓力計活塞有效面積,m2;
          ρa——周圍空氣的密度,kg/m3;
          ρm——專用砝碼材料密度,kg/m3;
          g——活塞式壓力計使用地點的重力加速度,m/s2;

          (2)分組

          將采用重力加速度理論標準值計算專用砝碼質量的稱為理論組,將采用重力加速度實測值計算專用砝碼質量的稱為實測組。兩組專用砝碼的材質和密度、空氣密度均相同(表1),并使用同一臺檢定上限為6MPa的活塞式壓力計。計算在被測壓力分別為0.1MPa、0.5MPa時,兩組的專用砝碼質量。

          表1 空氣、砝碼材料的密度值

                      材料
          密度值/kg·cm-3
          空氣
                     1.2

                   2.7103

                   7.85103

          注:用0.005級活塞式壓力計測量壓力時,應該使用更高準確度的重力加速度值和密度值。

          (3)理論組采用以下公式計算廈門該點重力加速度理論標準值:

          式中,R——地球半徑,等于6371*103m;
          h——測量地點的海拔高度;
          Φ——測量地點的緯度
          得出重力加速度理論標準值為:9.78957/s2。
          實測組:創威公司聯合某國家測試機構采用絕對重力點的方式測出該點的重力加速度實測值,為9.789014m/s2。(具體測定方法和測定結果見附件。)

          2、試驗結果

          2.1 在被測壓力為0.1MPa時,理論組的砝碼質量為0.5116371kg,0.5MPa的砝碼質量為2.5581855kg,具體見表2。

          表2 理論組的砝碼質量

          標稱值

          數量/塊

          砝碼質量/kg

          0.1

          4

          0.5116371

          0.5

          11

          2.5581855

          2.2 在被測壓力為0.1MPa時,實測組的砝碼質量為0.5116707kg,0.5MPa的砝碼質量為2.5583533kg,具體見表3。

          表3 實測組的砝碼質量

          標稱值

          數量/塊

          砝碼質量/kg

          0.1

          4

          0.5116707

          0.5

          11

          2.5583533

          2.3對比兩組數據,理論組和實測組0.1MPa的砝碼質量差異絕對值為0.000336kg,而JJG 59—2007《活塞式壓力計檢定規程》規定,0.005級活塞式壓力計專用砝碼最大允許誤差為±0.001%,本試驗中,以重力加速度實測值為標準,專用砝碼質量最大允許誤差值為±0.0000051kg,而本試驗中兩組的差值絕對值達到0.000336kg,明顯超過允許誤差。

          同理,理論組和實測組0.5MPa的砝碼質量差異絕對值為0.0001678kg,以重力加速度實測值為標準,專用砝碼質量最大允許誤差值為±0.0000255kg,兩組的差值絕對值也明顯超過允許誤差。

          3、討論

          如果讓一石塊和鐵球從同一地點、同一高度、同時由靜止開始自由下落,可以觀察到,兩物體的速度都均勻地增大而且變化情況完全相同,它們最終同時到達地面。這種現象說明,在地球上同一地點做自由落體運動的所有物體,盡管具有不同的重量,它們下落過程中的加速度的大小和方向卻是完全相同的。這個加速度稱為自由落體加速度,是由物體所受的重力產生的,也稱為重力加速度。

          凡是利用重力效應進行的計量均須在準確計量重力加速度的基礎上進行。不同地區的重力加速度標準值會受因地理位置的變化產生很大的波動。根據活塞式壓力計的工作原理,重力加速度g對測量結果有直接的影響,所以對于不同的使用地區,在調試產品時參考使用地的重力加速度g顯得格外重要。

          image.png

          本試驗中,重力加速度理論標準值與重力加速度實測值對活塞式壓力計專用砝碼質量的影響已經明顯超出了誤差允許范圍?!痘钊綁毫τ嫏z定規程》規定,0.005級活塞式壓力計專用砝碼的質量允許誤差為0.001%,因此,該等級活塞式壓力計在使用過程中,進行重力加速度的實地測量非常必要,如果不進行重力加速度的實地測量,只進行重力加速度理論標準值的計算,專用砝碼的質量會出現明顯的偏差。

          結論

          因此,使用0.005級和0.01級壓力計的單位,應進行重力加速度實地測量,使用其他準確度等級壓力計的單位,可根據情況選擇實地測量。你如果決定實測,可聯系創威公司,我們會第一時間為您的實驗室出具測試方案和報價。

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