影响补偿式微压计使用的因素

影响补偿式微压计使用的因素
  补偿式微压计（以下称微压计）主要用于非腐蚀性气体微小压力量值的传递、校准和测试，它可以测量微小气体的正压、负压和差压。由一个上下可移动的容器和一个静止的（可上下微调）容器相连通，用可动容器的位移变化来补偿被测压力所引 起的静止容器中液体零位变化的液体压力计。微压计是基于u型管压力计的测压原理，在压力作用下形成液柱高度差，通过可移动容器的位移变化使 液面重现达到平衡位置。
  目前，国内生产的微压计的型号主要有YJB-2500型和YJB-1500型两种。其测量范围分别为0~±2500Pa、0~±1500Pa。微压计的结构由大容器、小容器、丝杠、顶盖、垂直标尺、旋转标尺、微调机构、水准器、底座、底脚 调解螺钉以及外部接嘴等组成。其中，丝杠与顶盖直接固定连接，大容器与丝杠以螺旋副连接，大容器上固定有指示滑块，滑块的滑道边缘固定有与丝杠相平行的垂直标尺。垂直标尺上，将测量范围等分为250分格（或150分格），其分度值为1mm。顶盖的测微螺帽外边缘固定有旋转标尺，旋转标尺被等分为200分格，其分度值为0.01mn。初始零点位置要对齐。正反时针旋转顶盖，可上下移动大容器。在移动的方向上，读取测量示值时，先读垂直标尺上的指示值，再读旋转标尺上的指示值（可按分度值的1/10估读），将两指示值相加即为测量结果。在使用微压计进行校验时，须注意以下几个方面对测量结果的影响：
（1）装置摆放位置的影响。工作台是否平整。因为在校验前，需调整微压计的水准器，应使气泡位于水准器*。这是校验工作的前提和基础。如果工作台平整度不好的话，就得通过适当垫高底座位置、调整微压计的底脚调节螺钉，达到微压计的水准器水平的目的。反之，微压计的水准器很容易实现水平。如果被校验的微压计的型号与标准微压计的型号不同或者型号相同而生产厂家不同，两个仪器的底座的厚度可能不尽相同，那么该底座的厚度差就是传压过程中产生的气柱高度差，该高度差一般为1～8mm。由此产生的压力误差为0.017～0.136Pa，约占总误差的4.25％～3.4％，可视具体情况加以考虑，作妥善处理。
（2）仪器结构的影响。主要指大容器指示滑块的螺纹与丝杠螺纹之间的配合状况。如果仪器使用的时间过长，因磨损导致指示滑块的螺纹与丝杠螺纹之间的间隙过大，出现配合较松的情况，指示滑块因重力作用略向下，使得读数不准确，须注意。
（3）容器液面存在误差。也就是说，液面零位不准。在开始进行工作时，应先将零位对准。即调整微压计的水平位置，使可动容器上安装的垂直标尺和旋转标尺的游标指示零值。微调静止容器的高度使反射镜中反映出的圆锥体尖头与水面上的虚像紧挨近（并不接触），这时零点液位调好，升降可动容器破坏原有液位零点，重新对准原来圆锥体尖头与水面上的虚像的距离，即进行零位对准。
（4）校验时温度条件的影响，依据国家计量检定规程JJGt58—1994《标准补偿式微压计》的规定，一等仪器的温度条件为（20±3）℃，二等仪器的温度条件为（20±5）℃。除了对仪器的同温性要求外，温度的影响主要体现 在对校验工作介质的影响上。校验温度可用温度 仪表测量得到，校验温度条件下的纯水密度可由 国家计量检定规程JJG158—1994{标准补偿式微压计》的附录3——纯水在标准大气压下的密度值表 查得。比如，20~（2时纯水在标准大气压下的密度为 998．20kg／m3。
（5）重力加速度的影响 校验地点的重力加速度的影响相对于温度的 影响要稍小，这是因为尽管地球重力加速度随地 球的纬度高低的变化而
变化，即纬度越高的地区， 地球重力加速度越大。但是，在使用地点确定的情 况下，重力加速度也就是固定不变的了，可以认为 它是常数。比如，沈阳地区的重力加速度值为 9．8035 m /s 。
（6）大气压力的影响。我们知道，压力值的计算式为：
P=（ρ水-ρ空气 ）gh （1）
式中参数：
P：压力误差值（Pa）
h：大、小容器的液柱高度差（m）
g：校验地点的重力加速度（m/s ）
ρ水：校验温度条件下的纯水密度（kg/m3）
ρ空气：校验温度条件下的空气密度（kg/m3） （注：考虑空气密度的影响即空气浮力的影响）
P由下式确定：
P1= 1.1851x10-3xP0 （2）
式中：P0为校验时的大气压力（Pa）我们知道，空气的密度是1.2kg/m3。在现实条件下，空气密度随大气压力的变化而变化。通常情况下，冬季的大气压力要比夏季的大气压力高些，阴天时的大气压力要比晴天时高些。所以，大气压力随一年四季气候的更迭及天气阴晴变化而变化。因为P0是时时变化的参数，为保证测量结果的准确，在校验时应先对其进行测量。测量好P0后，可根据公式（2）计算出校验温度条件下的空气密度。由于通常大气压的压力范围是86~106kPa，所以空气密度的范围在1.019～1.256kg/m3之间。由此可见，空气密度值远小于纯水的密度值，两者相差近800倍，这样，空气浮力的影响微乎其微，可忽略不计。这也是微压计测量压力示值往往按P=pgh计算的主要原因。因此，在重力加速度、液柱高度差确定的情况下，校验温度条件对工作介质密度的影响将直接影响测量结果的准确，也是决定性的。
  前面所讲的情况是客观因素的影响，下面讲一下主观因素的影响。主观因素的影响主要有读数错误和计算错误两个方面。读数错误是指读数方法不正确，只要改正即可。而计算错误是指从微压计上读取正确的校验示值（单位：mmH2O），在进行压力量值的换算时出现的。lmmH2O的压力换算成Pa值时应有lmmH2O=9.7889481Pa（按20℃时纯水密度值和标准重力加速度g=9.80665m/s计算得到），习惯上往往把lmmH2O的压力值以10Pa计，出现原则性错误。
综上所述，在日常工作中，使用微压计作为标准进行校验，需找出可影响测量结果的各种主客观因素，加以认真分析，综合考虑，抓住重点，妥善解决，保证测量结果的准确无误。