高精度活塞式壓力計專用砝碼質量在計算和修正中的問題

在質量計量中，砝碼質量有折算質量和真空中的質量兩種表達方式，在實際的量傳工作中，除一等砝碼采用真空中質量外，其余所有標準質量均采用折算質量。而活塞壓力計的專用砝碼在送到質量室進行檢測時，均為折算質量值，這時如果按照活塞壓力計檢定規程中的公式進行砝碼的計算和修正就會出現錯誤。本文對活塞壓力計專用砝碼的質量由于折算質量和真空中的實際質量的不同所帶來的差異進行了詳細的分析，對由此引起的活塞壓力計壓力量值的影響進行了詳細的闡述和計算。

1.活塞式壓力計專用砝碼的計算和修正

1.1折算質量和真空中質量折算質量即在空氣密度為1.2kg/m3的條件下，折算到密度為8000kg/m2的質量。即當一只實際砝碼與另一材料密度為8000kg/m3的假想砝碼，在空氣密度為1.2kg/m3的條件下相平衡，則后者在真空中的質量值就是前者的折算質量。

真空中質量即砝碼在真空中測定的真實質量。真空中質量與折算質量的關系如式（4）：

1.2活塞壓力計專用砝碼質量的計算由式（4）式（2）式（3），我們可以得到當用折算質量來表達砝碼的質量時，活塞式壓力計產生的壓力p的計算公式如式（5）式（6）：

表壓模式：

由于質量室在對專用砝碼進行檢測時，依據相應的檢定規程，給出的砝碼質量是砝碼的折算質量，這時，如果我們在使用活塞式壓力計時直接用證書上的折算質量代入到式（2）和式（3）中進行壓力計算，必然使計算結果不正確，使活塞式壓力計的量傳工作出現錯誤，甚至造成嚴重的后果。而在實際工作中，我們也發現經常會出現這種錯誤的情況。當砝碼質量為折算質量時，正確的做法應該是利用式（5）和式（6）來計算活塞式壓力計產生的壓力。

表1列出了不同的質量表達方式（折算質量和真空中實際質量）對幾種常見砝碼材料的活塞壓力計所帶來的影響。

由表1可以看出，對于活塞材料為不銹鋼（或碳鋼）的工作基準活塞式壓力計（其最大允許誤差為0.005），由于折算質量和真空中質量的差異所帶來的誤差約為0.0004%，因此它對這種活塞式壓力計的影響可以忽略。而對于工作基準級的活塞材料為碳化鎢的活塞式壓力計，由于折算質量和真空中質量的差異所帶來的0.0064%的誤差已經遠遠大于活塞式壓力計所允許的最大誤差，已無法滿足工作基準活塞式壓力計的技術指標。

2、結束語

碳化鎢具有受壓力影響形變較小、受溫度變化影響較小以及時效性好等優點，是活塞系統的理想材料，在世界范圍內已經取代了碳鋼材料的活塞。在我國，隨著活塞加工工藝和水平的提高，碳化鎢材料的活塞也已被廣泛生產和使用。由前面的分析和計算可以看出，對于由這種材料制成的工作基準級（0.005%級）活塞系統，由于折算質量和真空中質量的差異對活塞壓力計所產生的壓力的誤差已經達到0.0064%。因此，我們在進行活塞壓力計專用砝碼的計算和修正時，務必要分清所給的砝碼質量是折算質量還是真空中實際質量，以便對活塞壓力計所產生的壓力進行正確的計算和修正。