活塞壓力計(jì)的工作原理、結(jié)構(gòu)類型、誤差因素的定量分析（二）

活塞系統(tǒng)的基本組成

活塞式壓力計(jì)的基本組成原理如圖 2 所示。

從圖2 可以看出，活塞壓力計(jì)由活塞、活塞筒、基座、砝碼和壓力接口組成。基座對(duì)活塞系統(tǒng)起支撐作用并使活塞底部工作面與傳壓介質(zhì)相接觸，基座底部的螺栓用于調(diào)節(jié)活塞系統(tǒng)與地面的垂直度。

圖 2

活塞/活塞筒（活塞系統(tǒng)組件）的類型

對(duì)活塞壓力計(jì)測(cè)量結(jié)果影響最大的因素（尤其在高壓力時(shí)）是壓力對(duì)活塞有效面積的影響。這就是我們通常所說的“壓力形變系數(shù)”。基于以上認(rèn)識(shí)，我們通過多種方法對(duì)活塞系統(tǒng)組件加以完善，力圖消除或減小“壓力形變系數(shù)”對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。

最典型的活塞系統(tǒng)組件有三種結(jié)構(gòu)形式，分別叫做“基本型”、“復(fù)入型”和“可控間隙型”。這三種結(jié)構(gòu)形式的活塞系統(tǒng)組件由于其易實(shí)現(xiàn)性和商業(yè)上的可行性，至今仍被廣泛采用。

基本型：基本型是所有活塞系統(tǒng)類型中最簡(jiǎn)單的一種結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)原理如圖 2 所示。基本型結(jié)構(gòu)中，活塞筒的外表面始終暴露在大氣中。活塞筒的直徑會(huì)隨著壓力的增加而增大，從而導(dǎo)致活塞有效面積的增大，為“正”壓力變形系數(shù)。

復(fù)入型 ：如圖3 所示。在這種結(jié)構(gòu)類型中，將活塞系統(tǒng)內(nèi)部壓力施加到活塞筒外表面的一部分。這樣以來，當(dāng)系統(tǒng)壓力增加時(shí)，活塞的有效面積通常會(huì)減小，為“負(fù)”壓力變形系數(shù)。

圖 3

可控間隙型: 在這種結(jié)構(gòu)類型中，活塞和活塞筒之間的間隙由作用在活塞筒外部（參與工作部分）的獨(dú)立壓力控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。目的是消除壓力變形系數(shù)，使得活塞的有效面積不隨系統(tǒng)試驗(yàn)壓力的改變而變化。其結(jié)構(gòu)原理圖如圖4 所示。

圖 4