解析壓力計(jì)砝碼質(zhì)量校準(zhǔn)

、質(zhì)量是物體的zui重要屬性之,它的計(jì)量在整 個(gè)計(jì)量領(lǐng)域中有其特殊的地位,這不僅是因?yàn)樗瞧邆€(gè)基本量之,而且還因?yàn)樵S多計(jì)量都要依賴于它。壓力計(jì)量就離不開質(zhì)量計(jì)量,在壓力計(jì)砝碼的質(zhì)量校準(zhǔn)時(shí),若不準(zhǔn)確,則活塞壓力計(jì)顯示的壓力就不準(zhǔn)確。 11活塞壓力計(jì)砝碼質(zhì)量的計(jì)算 測量壓力的砝碼的質(zhì)量按下式計(jì)算:   m=pA(1+ρa(bǔ)/ρm)/g (1)式中:m為砝碼質(zhì)量(kg);p為測量的壓力值(Pa);A為壓力計(jì)活塞的有效面積(m2);ρa(bǔ)為空氣密 度(參考值ρa(bǔ)=112kg/m3);ρm為砝碼的材料密度 (鋼ρm=718×103kg/m3,鋁ρm=217× 103kg/m3);g為壓力計(jì)使用地點(diǎn)的重力加速度(m/s2 )。 對于等壓力計(jì)砝碼的質(zhì)量允許誤差不于±0101%; 對于二等壓力計(jì)砝碼的質(zhì)量允許誤差不于±0102%; 對于三等壓力計(jì)砝碼的質(zhì)量允許誤差不于± 0105%。 很顯然,根據(jù)JJG29-90《等標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)檢定規(guī)程》和JJG59-90《二、三等標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)檢定規(guī)程》,此處的m是指砝碼的真空質(zhì)量值,即砝碼的實(shí)際質(zhì)量

二、砝碼的校準(zhǔn) 根據(jù)JJG99-90《砝碼試行檢定規(guī)程》,我們知道 等砝碼采用真空質(zhì)量值,二等及以下準(zhǔn)確度等級砝碼般采用折算質(zhì)量值。當(dāng)使用單位要求給出真空中質(zhì)量值時(shí),檢定或校準(zhǔn)單位應(yīng)按用戶要求給出 真空中質(zhì)量值。壓力計(jì)砝碼質(zhì)量計(jì)算完后,交質(zhì)量檢定人員校準(zhǔn),校準(zhǔn)給出的般是折算質(zhì)量,除非行了換算。由壓力砝碼質(zhì)量的允許誤差,我們知道:用二等標(biāo)準(zhǔn)砝碼作標(biāo)準(zhǔn),輔以相應(yīng)準(zhǔn)確度的天平,就可以校準(zhǔn)壓力計(jì)砝碼,若二等標(biāo)準(zhǔn)砝碼證書中給出的修正值只是折算質(zhì)量的修正值。顯然,不符合壓力計(jì)砝碼質(zhì)量計(jì)算公式中真空質(zhì)量值的要求。

三、真空質(zhì)量與折算質(zhì)量 真空質(zhì)量比理解,即砝碼在真空中質(zhì)量的約定真值,也就是說,它是用質(zhì)量值已知而準(zhǔn)確度在規(guī)定范圍內(nèi)的上級某標(biāo)準(zhǔn)砝碼,在天平或秤上測 定這個(gè)砝碼時(shí),所復(fù)現(xiàn)的真空中的引力質(zhì)量的實(shí)際值。 折算質(zhì)量就是個(gè)實(shí)際砝碼與材料密度為810g/cm3的假想砝碼在空氣密度為010012g/cm3的 條件下互相平衡,后者的真空質(zhì)量值就稱為前者的折算質(zhì)量值,其中810g/cm3稱為砝碼的統(tǒng)約定密度。

我們般的稱量不可能在真空中行,由于各種砝碼材料不可能樣,同樣重量的砝碼,體積就不可能*樣,因此在空氣中的浮力就不樣,于是就產(chǎn)生了兩個(gè)問題:是,在砝碼檢定工作中,如果標(biāo)準(zhǔn)砝碼和被檢砝碼的材料不同,為使檢定結(jié)果正確,就必須根據(jù)兩砝碼的體積,行空氣浮力修正,這將非常麻煩。二是,用不同材料制成真空質(zhì)量值相等的砝碼,它們在空氣中質(zhì)量值并不相等。假如用它們來衡量同物體,自然會得到不同的衡量結(jié)果,
就難于質(zhì)量值的準(zhǔn)確致。把不同材料的砝碼的不同質(zhì)量值,在事先規(guī)定好的條件下以某共同約定的密度值經(jīng)過折算后來加以統(tǒng),即引入折算質(zhì)量的概念,這就解決了上述兩個(gè)問題,這也就是為什么要引入折算質(zhì)量這個(gè)概念的原因。

四、真空質(zhì)量與折算質(zhì)量值的關(guān)系砝碼折算質(zhì)量值m3與真空質(zhì)量值m的折算關(guān)系: m 3 =m(1-ρa(bǔ)/ρm)/(1-ρa(bǔ)/ρb)(2) 式中:m3為砝碼折算質(zhì)量(kg);ρb為砝碼的統(tǒng) 約定密度(ρb=810g/cm3 );其余符號的意義同式(1)。 如果用折算質(zhì)量值代替真空質(zhì)量值,將引入誤差,用相對誤差表示: |m3-m|/m=|ρa(bǔ)(ρm-ρb)|/[ρm(ρb-ρa(bǔ))] (3) 壓力計(jì)砝碼zui常用的材料是鋼和鋁:如果砝碼是鋼,假定鋼ρm=718×103kg/m3,ρa(bǔ) =112kg/m3 ,代入式(3),則相對誤差為010038%。

如果砝碼是鋁,假定鋁ρm=217×103kg/m3,ρa(bǔ) =112kg/m3 ,代入式(3),則相對誤差為01029%。 鋼的相對誤差較小,對于二、三等壓力計(jì)砝碼, 用折算質(zhì)量代替實(shí)際質(zhì)量,不會影響壓力計(jì)的準(zhǔn)確度;對于等壓力計(jì)砝碼則要具體分析。而鋁的相對誤差較,對于、二等壓力計(jì)砝碼顯然不能用折算質(zhì)量代替實(shí)際質(zhì)量,至于三等壓力計(jì)砝碼則要具體分析。 由式(3),我們要可以看出當(dāng)壓力計(jì)砝碼的材料密度接近砝碼的統(tǒng)約定密度時(shí),在空氣密度為112kg/m3的條件下,相對誤差就會很小,在滿足壓力 計(jì)準(zhǔn)確度要求的情況下,可以用砝碼折算質(zhì)量代替 實(shí)際質(zhì)量。

五、結(jié)論 通過上面的分析,在壓力計(jì)砝碼校準(zhǔn)時(shí),不要隨 便地不加分析地用折算質(zhì)量代替實(shí)際質(zhì)量,應(yīng)根據(jù)具體情況作必要的修正,判別是否將實(shí)際質(zhì)量換算成折算質(zhì)量,或標(biāo)準(zhǔn)砝碼直接用實(shí)際質(zhì)量。在校準(zhǔn)過程中,還要注意空氣浮力的修正問題

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