一等活塞式压力计技术报告

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(一等活塞式压力计技术报告)

e、活塞式压力计检定周期为2年。
(一等活塞式压力计技术报告)

性能特点：
◆测压可从零开始，可测微压、负压和正压，有灵敏度高、准确度高、量程宽、活塞下降
速度小等优点，与现有国产双活塞压力计比较：准确度等级由二等提高为一等；测量上限
由0.25MPa提高为0.6MPa，需要时可提高为1MPa；零位灵敏阈由20mg提高为10mg；差动
活塞下降速度，由加载1kg下降1mm/min，提高为加载5kg，下降0.5mm/min。
◆活塞工作位置用位移传感器监测，具有灵敏、醒目、准确等优点。
◆机座用铝合金制造，轻巧、坚固、美观。
◆活塞下降速度简单活塞加载1kg下降速度为0.04、0.05、0.06mm/min，差动活塞加载5㎏
下降速度为0.28、0.22、0.25mm/min，灵敏阈为5mg，
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压力与力值的关系基本因素
影响压力与力值关系的基本因素有：浮力、重力加速度、流体表面张力系数，以及温度系数引起的线性膨胀、压力系数引起的弹性变形对活塞有效面积的影响等。
由压力的基本定义：
Pr=F/Ac(2)
Pr---活塞工作端面压力值
F---作用在活塞上的力值（砝码重力）
Ae---活塞系统有效面积
F=Ma·g1(3)
Pr=Ma·g1/Ac(4)
Ma=砝码质量(经标准检定给出的表观值,包括活塞及连接件质量)。
gl=使用地点重力加速度。
根据阿基米德定律:物体受到的浮力等于物体排开的流体的重量。物体在空气中的重量要小于物体在真空环境中的重量，减少的重量等于物体排开的空气的重量，近似等于空气的密度乘以物体的体积。对于形状不规则的物体，体积很难通过几何测量的方法计算得到，即便可以通过计算得到，还需要知道该物体材料的密度。如果物体的质量是以表观值表示而不是以真实质量表示的，则在进行浮力修正时，只要知道称量该物体质量时所使用的标准砝码的密度就可以了。这种方法已被普遍接受，并使得浮力影响修正得以简化。
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一种力平衡气体活塞压力计原理及实验验证 李建英，贺晓雷，于贺军 （中国气象局气象探测中心，北京100081） 摘要：本文介绍了一种新型微小表压和绝压测量的力平衡式气体活塞压力计的工作原理、压力复现的计算公式 以及不确定度等，并在表压状态下,通过与标准比对的方式，对该气体活塞压力计的原理及宣称的不确定度进行 了实验验证，实验结果证明了厂商给出不确定度指标的正确性。 关键词：FPG气体活塞压力计；工作原理；测量压力计算；实验验证 ThePrincipleandVerificationofAForceBalancedPiston PressureGauge LiJianying,HeXiaolei,YuHejun (MeteorologicalObservationCenter，ChinaMeteorologicalAdministration，Beijing100081) Abstract:TheuncertaintyanalysisoftheFPG8601gaspistonpressuregaugeistakeninthegauge modeinthispaper.TheobtainedresultoftheFPG8601gaspistonpressuregaugeuncertaintyis30ppm. BasedontheFPG8601gaspistonpressuregaugeuncertaintyanalysis,testhadbeentakenforverifying theuncertaintyresultofFPG8601withcomparisonmethodtoprimarystandard,theanalysisresultis confirmedbythetest. KeyWords:FPG8601gaspistonpressuregauge,Operationprinciple,pressureCalculation, Verificationtest. 1引言 FPG8601气体活塞压力计（以下简称FPG）是国家气象计量站于2008年从美国DHI公司引进，其测 量范围从10Pa~15kPa，不确定度为30ppm(k=2)，将其作为微小压力测量的压力标准器。FPG的原理是利 用精密的质量比较仪来测量由于活塞两端的差压而产生的力，该活塞在工作时是静止状态，不旋转。常规 活塞压力计压力下限只能到5kPa左右，液体压力计可以覆盖这一微小压力段但是随着液柱的降低，压力 不确定度急剧增加。FPG解决了现有大气压力标准器在测量范围下限测量不可靠的问题，实现了长期以来 探空仪大气压力量值无法溯源的问题。 在FPG引进的过程中，验证生产厂家的不确定度指标是一项非常重要的工作。因为许多用户都将不确 定度指标作为衡量仪器计量性能的最重要指标之一。因此，有必要对FPG的不确定度指标进行验证。验证 主要通过与PG7607标准比对的方式进行。对于活塞压力计来讲，表压工作模式可以消除真空测量误差的 影响，因此，对于FPG的实验验证也是在表压模式下完成。 2FPG工作原理[1] FPG压力测量原理主要是活塞压力计原理。然而，作用于活塞上的压力产生的力是由一个力平衡称重 传感器来测得，而不是质量乘以重力加速度。正式由于这个原因，FPG才称之为力平衡式活塞压力计。FPG 原理图见图1。 FPG活塞系统的独特之处在于活塞是直的，活塞筒却不是，它的直径从活塞筒的中部逐渐变小。活塞 与活塞筒之间的间隙从中间的6um到两端不到1um的锥形，另外施加一个起到润滑作用的压力可以使气体 从活塞筒的中间位置流过活塞间隙。起到润滑作用的压力加在一个密闭的容积当中，称重仪也在其中。在 活塞筒壁的中间位置有两个相对的孔，气体从上述密闭容积中通过这两个孔流入活塞间隙。连接活塞与称 重传感器
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电源要求FPG8601：85～264VAC，50/60Hz，zui大60VA
VLPC：85～264VAC，50/60Hz，zui大70VA正常工作温度范围20～26℃环境温度稳定性0.1℃/每分钟，zui大变化率重量FPG8601平台：30kg(66lb)
FPG8601终端：2kg(4.4lb)VLPC压力控制器41kg(90.4lb)尺寸FPG8601平台：53cm高×36cm宽×35cm深
FPG8601终端：12cm高×15cm宽×20cm深
VLPC压力控制器：31cm高×51cm宽×53cm深系统控制器运行FPGTools，Windows操作系统，RS232和IEEE-488接口，用于采集FPG和DUT的数据全压力量程0～15kPa表压、绝压、绝差压测试介质氮气或空气模式转换时间绝压至表压模式：30分钟
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