影響補償式微壓計使用的因素

影響補償式微壓計使用的因素
  補償式微壓計（以下稱微壓計）主要用于非腐蝕性氣體微小壓力量值的傳遞、校準和測試，它可以測量微小氣體的正壓、負壓和差壓。由一個上下可移動的容器和一個靜止的（可上下微調）容器相連通，用可動容器的位移變化來補償被測壓力所引 起的靜止容器中液體零位變化的液體壓力計。微壓計是基于u型管壓力計的測壓原理，在壓力作用下形成液柱高度差，通過可移動容器的位移變化使 液面重現達到平衡位置。
  目前，國內生產的微壓計的型號主要有YJB-2500型和YJB-1500型兩種。其測量范圍分別為0~±2500Pa、0~±1500Pa。微壓計的結構由大容器、小容器、絲杠、頂蓋、垂直標尺、旋轉標尺、微調機構、水準器、底座、底腳 調解螺釘以及外部接嘴等組成。其中，絲杠與頂蓋直接固定連接，大容器與絲杠以螺旋副連接，大容器上固定有指示滑塊，滑塊的滑道邊緣固定有與絲杠相平行的垂直標尺。垂直標尺上，將測量范圍等分為250分格（或150分格），其分度值為1mm。頂蓋的測微螺帽外邊緣固定有旋轉標尺，旋轉標尺被等分為200分格，其分度值為0.01mn。初始零點位置要對齊。正反時針旋轉頂蓋，可上下移動大容器。在移動的方向上，讀取測量示值時，先讀垂直標尺上的指示值，再讀旋轉標尺上的指示值（可按分度值的1/10估讀），將兩指示值相加即為測量結果。在使用微壓計進行校驗時，須注意以下幾個方面對測量結果的影響：
（1）裝置擺放位置的影響。工作臺是否平整。因為在校驗前，需調整微壓計的水準器，應使氣泡位于水準器*。這是校驗工作的前提和基礎。如果工作臺平整度不好的話，就得通過適當墊高底座位置、調整微壓計的底腳調節螺釘，達到微壓計的水準器水平的目的。反之，微壓計的水準器很容易實現水平。如果被校驗的微壓計的型號與標準微壓計的型號不同或者型號相同而生產廠家不同，兩個儀器的底座的厚度可能不盡相同，那么該底座的厚度差就是傳壓過程中產生的氣柱高度差，該高度差一般為1～8mm。由此產生的壓力誤差為0.017～0.136Pa，約占總誤差的4.25％～3.4％，可視具體情況加以考慮，作妥善處理。
（2）儀器結構的影響。主要指大容器指示滑塊的螺紋與絲杠螺紋之間的配合狀況。如果儀器使用的時間過長，因磨損導致指示滑塊的螺紋與絲杠螺紋之間的間隙過大，出現配合較松的情況，指示滑塊因重力作用略向下，使得讀數不準確，須注意。
（3）容器液面存在誤差。也就是說，液面零位不準。在開始進行工作時，應先將零位對準。即調整微壓計的水平位置，使可動容器上安裝的垂直標尺和旋轉標尺的游標指示零值。微調靜止容器的高度使反射鏡中反映出的圓錐體尖頭與水面上的虛像緊挨近（并不接觸），這時零點液位調好，升降可動容器破壞原有液位零點，重新對準原來圓錐體尖頭與水面上的虛像的距離，即進行零位對準。
（4）校驗時溫度條件的影響，依據國家計量檢定規程JJGt58—1994《標準補償式微壓計》的規定，一等儀器的溫度條件為（20±3）℃，二等儀器的溫度條件為（20±5）℃。除了對儀器的同溫性要求外，溫度的影響主要體現 在對校驗工作介質的影響上。校驗溫度可用溫度 儀表測量得到，校驗溫度條件下的純水密度可由 國家計量檢定規程JJG158—1994{標準補償式微壓計》的附錄3——純水在標準大氣壓下的密度值表 查得。比如，20~（2時純水在標準大氣壓下的密度為 998．20kg／m3。
（5）重力加速度的影響 校驗地點的重力加速度的影響相對于溫度的 影響要稍小，這是因為盡管地球重力加速度隨地 球的緯度高低的變化而
變化，即緯度越高的地區， 地球重力加速度越大。但是，在使用地點確定的情 況下，重力加速度也就是固定不變的了，可以認為 它是常數。比如，沈陽地區的重力加速度值為 9．8035 m /s 。
（6）大氣壓力的影響。我們知道，壓力值的計算式為：
P=（ρ水-ρ空氣 ）gh （1）
式中參數：
P：壓力誤差值（Pa）
h：大、小容器的液柱高度差（m）
g：校驗地點的重力加速度（m/s ）
ρ水：校驗溫度條件下的純水密度（kg/m3）
ρ空氣：校驗溫度條件下的空氣密度（kg/m3） （注：考慮空氣密度的影響即空氣浮力的影響）
P由下式確定：
P1= 1.1851x10-3xP0 （2）
式中：P0為校驗時的大氣壓力（Pa）我們知道，空氣的密度是1.2kg/m3。在現實條件下，空氣密度隨大氣壓力的變化而變化。通常情況下，冬季的大氣壓力要比夏季的大氣壓力高些，陰天時的大氣壓力要比晴天時高些。所以，大氣壓力隨一年四季氣候的更迭及天氣陰晴變化而變化。因為P0是時時變化的參數，為保證測量結果的準確，在校驗時應先對其進行測量。測量好P0后，可根據公式（2）計算出校驗溫度條件下的空氣密度。由于通常大氣壓的壓力范圍是86~106kPa，所以空氣密度的范圍在1.019～1.256kg/m3之間。由此可見，空氣密度值遠小于純水的密度值，兩者相差近800倍，這樣，空氣浮力的影響微乎其微，可忽略不計。這也是微壓計測量壓力示值往往按P=pgh計算的主要原因。因此，在重力加速度、液柱高度差確定的情況下，校驗溫度條件對工作介質密度的影響將直接影響測量結果的準確，也是決定性的。
  前面所講的情況是客觀因素的影響，下面講一下主觀因素的影響。主觀因素的影響主要有讀數錯誤和計算錯誤兩個方面。讀數錯誤是指讀數方法不正確，只要改正即可。而計算錯誤是指從微壓計上讀取正確的校驗示值（單位：mmH2O），在進行壓力量值的換算時出現的。lmmH2O的壓力換算成Pa值時應有lmmH2O=9.7889481Pa（按20℃時純水密度值和標準重力加速度g=9.80665m/s計算得到），習慣上往往把lmmH2O的壓力值以10Pa計，出現原則性錯誤。
綜上所述，在日常工作中，使用微壓計作為標準進行校驗，需找出可影響測量結果的各種主客觀因素，加以認真分析，綜合考慮，抓住重點，妥善解決，保證測量結果的準確無誤。