活塞式压力计的基本原理及应用
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活塞式压力计的操作活塞式压力计是一种测量压力的仪器,主要由压力计体、活塞、压力弹簧、观察窗等组成。
该仪器采用活塞推压量的原理来测量压力大小,因此操作时需要注意一些重要的步骤。
操作步骤1.对仪器进行检查:在进行测量前,先要对仪器进行检查,确认压力计体是否完好无损、活塞是否灵活运动,并检查压力弹簧是否变形或老化。
2.压力计体放置:将压力计体放在平稳的水平面上,以保证其在使用时的稳定性。
3.调整压力弹簧:使用调节机构可以调整压力弹簧的预紧量,根据需要调整预紧量,以使得测得的压力值更加准确。
4.插入被测管路:将被测管路直接插入到压力计的观察窗口中,注意管路的紧密连接,以避免漏气的影响。
5.进行压力测量:插入被测管路后,使用手拉动活塞,进行压力测量。
在操作时,要注意使用适当的力量,避免过度用力导致读数不准确。
6.读取压力值:在压力计压过程中,可以通过观察压力计体内的活塞位置,来读取不同压力值时的位置数据。
根据读数指示值,即可得到被测管路内的压力值。
7.记录测量数据:在完成压力测量后,要及时记录测量数据,包括测量时间、测量值等信息。
同时,也要将测量仪器及时清洗,准备下一次的使用。
注意事项1.保持清洁:在使用活塞式压力计时,要注意保持清洁,避免尘土等物质进入压力计体内,影响测量的准确性。
2.避免过度用力:在操作活塞式压力计时,也需要注意力度的控制,避免过度用力导致测量数据不准确。
3.避免温度影响:活塞式压力计对温度的敏感性较高,在操作前需要保证仪器和被测物品的温度相同,以避免温度影响测量结果。
4.正确存放:在使用完活塞式压力计后,要将其正确地存放在干燥通风的地方,以防止仪器内的松弛过度,影响压力计的准确性。
结论活塞式压力计是一种简单、易于操作的压力测试仪器,可以广泛应用于各种压力测量领域。
在进行操作时,需要注意保持稳定性、力度控制、温度影响等因素,以确保测量结果的准确性。
活塞压力变送器工作原理
活塞压力变送器是一种常用的压力测量设备,其工作原理基于活塞和弹簧的力学原理以及波动原理。
当被测介质的压力作用在活塞上时,活塞会受到压力的作用力,并沿着传感器的轴向移动。
活塞的移动会导致弹簧的压缩或拉伸,形成与压力大小成正比的反作用力。
活塞压力变送器内部装有弹簧的套筒,套筒上有一个小孔连接到被测介质。
当介质的压力增大时,活塞会向上移动,压缩弹簧,使套筒的壁厚减小。
反之,当介质的压力减小时,活塞会向下移动,拉伸弹簧,使套筒的壁厚增加。
套筒的壁厚变化会影响套筒内气体的压力,进而改变变送器内气体柱的密度。
当活塞下移时,造成气体柱密度增加,相应的压力也增加。
当活塞上移时,气体柱密度减小,压力也减小。
这种压力和密度之间的变化会通过传感器的电气输出被测量和转换为标准信号,如电流或电压。
通过测量和转换活塞位置对应的压力变化,活塞压力变送器能够准确地将压力信号转换为电信号,提供给控制室或仪表等设备进行实时监测和控制。
气体活塞式压力计一、概述:气体活塞式压力计,是利用流体静力平衡(即作用在活塞有效面积上的流体压力与其所负荷的重力相平衡)原理进行压力测量的计量器具,一般由活塞系统、专用砝码、压力校验器组成,另外还需配备相应的气源或自带压力泵。
其量程为:-100kPa~0kPa~600kPa~10Mpa压力的传递介质和活塞的润滑介质都是气体。
用气体做工作介质的活塞压力计与用液体做工作介质的活塞压力计相比较,具有延续时间长、灵敏度高、重复性好,测量数据准确可靠等特点。
可测量表压、绝压、负压等测压模式。
活塞杆使用不锈钢或碳化钨材料,活塞筒使用碳化钨材料。
从而保证活塞具有不锈、耐磨、形变系数小和使用寿命长等优点。
一台气体活塞压力计底座可以配置几种不同量程的活塞,既保证压力计有很宽的测量范围,又能保证各测量段的准确度。
公司从1995年开始生产气体活塞压力计,目前气体活塞的各项技术指标已经接近和达到世界先进水平。
二、作用:气体活塞压力计是高准确度压力标准器,用气体做工作介质,可量传活塞式压力计、测量和校准表压、绝压、压力(负压)等。
活塞压力计的活塞杆材料是碳化钨,活塞筒材料是碳化钨。
从而保证活塞具有耐磨和使用寿命长的特点。
用气体做工作介质的活塞压力计与用液体做工作介质的活塞压力计相比较,由于它们使用的工作介质不同,所以气体活塞压力计活塞的自转延续时间长、灵敏度高、重复性好,测量数据准确可靠。
工作介质更加清洁,其活塞系统无需油润滑,能够提供灵敏度高的计量设备校验,校准过程简单化,极大地缩短工作时间。
气体活塞去除了液位差误差,所以准确度高,去除了液体介质传递的滞后性,所以灵敏度高。
●活塞和活塞筒经精工研磨,其圆度误差和间隙极小,因而极大的提高活塞转动延续时间,也就相应减小活塞摩擦力,提高活塞鉴别力。
●两个被检表接头处设计有两个截止阀,截止阀能及时关闭被检系统之间的压力。
由于活塞式压力计在加减砝码时,必须减压将活塞降下来,而被检精密压力表、压力变送器、传感器等和系统之间若不能被截止,表中的压力会随着活塞升降而升降,则考核不出被检表的回程误差,特意设计的压力转换阀,在关闭时,可不用砝码单独工作,即活塞压力计套子可作为压力泵或压力源独立使用。
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YS-6、60、250、600活塞式压力计说明书一、用途0.05级活塞式压力计(以下简称压力计)、用于检验0.2级活塞式压力计及精密压力表二、工作原理与基本结构压力计的工作原理基于活塞本身重量和加在活塞上的专用砝码重量,作用在活塞面积上所产生的压力与液压容器内产生的压力相平衡。
压力计系由检验泵和测量系统两部分组成。
见图:检验泵部分包括手摇泵(11)、油杯(9)及两个阀(6)和(7)。
在阀(6)和(7)上装有两端锁母,用以连接被检验的精密压力表。
测量系统主要由一个经过精密研磨后具有精确截面的活塞,活塞直接承受底盘上的砝码重量。
三、技术数据表1精确度等级基本误差限压力值在测量范围下限以下时压力值在测量范围内时0.02 测量范围下限的±0.02% 实际测量压力值的±0.02%0.05 测量范围下限的±0.05% 实际测量压力值的±0.05%YS-250、600活塞式压力计的承重杆(包括活塞头部)浸入工作液体浮力为5.6g.YS-6活塞式压力计,活塞底部与被校表中心液柱差H,表壳外径为φ150㎜,H=109㎜;表壳外径φ160㎜,H=119㎜,表壳外径φ250㎜,H=169㎜,其修正公式△P=Hγ,式中△P为液柱差产生的压力,γ=0.88g/cm3为变压器油的比重。
1、砝码2、指标板3、底座4、调整螺钉5、连接管部件6、7、8阀9、油杯10、水平仪11、手摇泵12、手轮13、测量系统参数单位值力值0.6MPa 6 MPa25MPa60 MPa测量上限MPa0.66256060测量下限MPa0.040.10.511活塞公称面积cm210.50.20.10.05底盘及活塞公称质量㎏0.40.5110.5产生产压力MPa0.040.10.511专用砝码公称质量㎏0.1;0.5 0.5;2.5 1;51;50.5;2.5产生的压力MPa0.010.050.010.50.5;2.51;51;5数量个6;104;114;94;111;11两端锁母M20×1.5M20×1.5M20×1.5M20×1.5M20×1.5重量㎏3565859575工作液体变压器油20℃时运动粘度9~12厘沲酸值不大于0.5毫克KOH/克癸二酸酯20℃时运动20~25mm2/s,酸值不大于0.05毫克KOH/克四、验收与保管1、用户收到装箱压力计,应先检查压力计包装是否完整;如有损伤,应即查明原因。
•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:(2)•式中:•P r --- 活塞工作端面压力值• F --- 作用在活塞上的力值(砝码重力)•A e --- 活塞系统有效面积又由, (3) 得到: (4)在对表观值表示质量的砝码进行浮力修正时,可以不必知道砝码的密度,而直接通过称量该物体质量时所使用的标准砝码的密度进行修正(可推导证明)。
尽管这样会引入很小的误差,但对于活塞压力计的浮力修正很实用,且不会造成明显的误差。
浮力修正公式为:(5)式中:•ρa = 砝码周围空气的密度•ρs = 上级标准砝码的密度•表面张力:当活塞压力计工作介质为液体时(例如油或水),必须对表面张力的影响加以考虑。
至少,需要量化其对活塞压力计整体性能的影响。
活塞筒顶部与活塞接触部位存在的半月形油膜的表面张力会产生作用于活塞轴向的力。
表面张力定义为: (6)式中:•τ = 表面张力系数 (N/m)• C = 活塞周长(cm)由公式(5)、公式(6)可以得到有效力值的表达式为: (7)面积修正•弹性变形当压力计的工作压力增加时,活塞/活塞筒会发生弹性变形,使得活塞/圆筒体的有效面积也发生变化,这种面积的改变可以用一个二次多项式来表示:(8)式中:•A o——某参考压力下活塞的面积•b1 & b2——弹性变形系数,可通过实验获得在许多应用中,可以用压力与有效面积的线性关系式和代表校准过程的随意性的余项来表述以上关系;但在需要完整表达线性数据余项时,二次表达式可能更好的反映有效面积随压力的变化规律以及随校准过程的变化规律。
面积修正•温度系数当系统温度改变时,活塞/活塞筒的有效面积也将改变,变形量可通过下式计算:(9)式中:•A o(t)——工作温度下有效面积的修正•A o(reft)——零压力和标准温度下活塞的面积• c ——热膨胀系数•θt——标准温度和实际工作温度的差值结合式(7)、(8)、(9),我们可以得出 P-F 关系式:(10)这里,假设活塞系统的轴线和重力加速度的方向是平行的,因不平行而产生的误差与偏离角度的余弦值成比例。
压力表的原理
压力表是工业上常用的一种测量仪器,它用来测量压力。
压力表可以分为两种:机械压力表和电子压力表。
机械压力表的工作原理是利用杠杆平衡原理来测量压力。
当杠杆的一头是压力时,另一头是弹簧,弹簧的张力使杠杆产生倾斜,从而带动指针偏转。
当指针偏转到刻度盘上的零位时,杠杆平衡,指针停止转动。
当压力继续增加时,弹簧产生变形而弹性回位,这时指针又恢复到原来的位置。
机械压力表的种类很多,有活塞式、回转式、螺旋弹簧式、波纹管式、膜盒式、浮子式等。
其中活塞式压力表和回转式压力表最为常见。
机械压力表一般用来测量气体压力,也可用于液体或蒸汽等介质的压力测量。
例如:石油化工生产中使用的压力表和医疗器械上使用的压力表就是回转式型的机械压力表。
活塞式压力表是利用杠杆平衡原理来测量压力的一种仪表,它由一个活塞和弹簧组成,当活塞推动弹簧时,弹簧使活塞产生倾斜,在重力作用下使指针发生偏转。
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活塞式压力计的技术能力和设备更新的探讨活塞式压力计是基于帕斯卡定律及流体静力学平衡原理产生的一种高准确度、高复现性和高可信度的精密压力计量仪器。
利用压力作用在活塞上的力与砝码重力相平衡的原理制成的压力计称为活塞式压力计。
它在压力计量技术中占有相当重要的地位。
活塞式压力计具有准确度等级高,测量范围宽(-0.1-2500)MPa,计量性能稳定,结构简单,使用方便和不易损坏等优点。
目前,以活塞式压力计作为压力计量基准的国家都相继建立了基准、副基准;工作基准;标准器;压力表;传感器等一整套传递系统,为了进行国际间高精度压力标准的比对,在国际压力计量会议上提出要以气动活塞式压力计作为液体压力计的国际比对的转换传递手段,可以说活塞式压力计目前几乎是独一无二的基准器和高级标准器。
但活塞式压力计本身存在着测力时加减砝码,使测力点的压力示值不能连续显示,活塞与活塞筒之间存在间隙,在压力作用下使工作液体发生泄漏,活塞杆底部在长期使用下由于材质的关系会变黑、锈蚀和变形,处理困难,在一定程度上影响测量精度和使用寿命等不足之处,但它在检定系统中的位置和作用,决定了它在多数场合被用作量值传递的基准器和标准器,所以应用广泛技术能力不容忽视。
随着压力计量技术的不断更新,国家对活塞式压力计的检定规程做了较大的更改。
2008年11月1日按照国家质检总局的要求,颁布了JJG59-2007活塞式压力计检定规程。
各计量单位所使用的活塞压力计在某种程度上已无法满足新规程的要求。
新规程赋予了活塞式压力计新的生命。
设备更新后大大的改善以上提出的不足,特别是用碳化钨做活塞和活塞筒的材质:碳化钨化学式WC。
全称为黑色六方晶体,有金属光泽,硬度与金刚石相近,为电、热的良好导体。
熔点2870℃,沸点6000℃,相对密度15.63(18℃)。
碳化钨不溶于水、盐酸和硫酸,易溶于硝酸-氢氟酸的混合酸中。
化学性质稳定。
在碳化钨中,碳原子嵌入钨金属晶格的间隙,并不破坏原有金属的晶格,形成填隙固溶体,因此也称填隙(或插入)化合物。
一等宽量程活塞式压力计概述TY 系列宽量程活塞式压力计是我研究所按照国家最新“活塞式压力计”检定规程要求新研发设计制造。
由于活塞式压力计的关键部件使用了高硬度和低温度线膨胀系数的碳化钨材料, 从而提高了活塞的耐磨性 ,因此受压力后形变极小(可忽略不计),性能极其稳定。
活塞的工作介质采用了癸二酸二异辛酯,从而使压力计具有极高的灵敏度。
由于采用了新材料、新技术、新工艺,所以新的活塞式压力计的各项技术指标有了很大提高。
从而广泛用来检定数字压力计、精密压力表、压力变送器、压力传感器等压力仪器仪表。
性能特点:1. 活塞和活塞缸均采用高强度、高硬度、和低温度线胀系数的硬质合金碳化钨材料经过精心研磨制成,工作环境温度宽,性能稳定 20±5℃。
2. 负荷重心低,砝码通过挂篮直接加在活塞上,活塞运转平稳,压力波动极小,示值准确。
3. 25MPa 以上传压介质采用粘度很小的癸二酸二异辛酯,从而保证压力计有极高的灵敏度。
4. 压力计所用砝码全部采用无磁不锈钢或碳钢材料制做。
5. 活塞工作位置用位移传感器监测,活塞工作行程为3mm(指针型、数字型可选)。
6. 加压调节轻便省力,即使在100MPa 压力时也能轻松自如。
7. 压力输出两幅快速接头(M20×1.5的内螺纹),可同时校验两个仪表。
主要技术参数:1. 测量范围和测量准确度等级在环境温度(20±2) ℃,温度波动不大于0.5℃条件下其测量准确度等级见表一 型号测量范围(MPa ) 准确度 TY-0.60.04-0.6 0.01% 0.02% 0.05%TY-60.1-6 TY-250.5-25 TY-601-60 TY-100 1-100 2. 砝码的质量和数量见表二使用提示:1.活塞安装方法可在本网站观看“活塞压力计安装教程视频”教材。
2.活塞工作位置显示表有两种,分为指针型和数字型;活塞的工作行程都是3mm.指针型表的刻度为±1.5mm,无压力时为-1.5mm, -1.5mm 到+1.5mm 都是正常工作范围,建议工作在0 - 0.5mm处(中间偏上)。
活塞压力计工作原理及误差分析古力那尔·祖农(新疆计量测试研究院,新疆乌鲁木齐830011)摘 要:压力测量是最普遍的测量手段之一,活塞压力计是应用最为广泛的压力标准器具。
本文对活塞压力计的工作原理进行了介绍,同时对其不确定度进行了科学、合理、统一的分析。
文章对活塞压力计数据处理和分析方法进行了定量分析。
关键词:活塞压力计;不确定度;有效面积中图分类号:TU453 文献标识码:A 国家标准学科分类代码:460 4030DOI:10.15988/j.cnki.1004-6941.2020.9.027WorkingPrincipleandErrorAnalysisofPistonManometerGULINAER·ZunongAbstract:Thepistonmanometerisoneofthemostwidelyusedpressuremeasuringinstruments Inthispaper,theworkingprincipleofpistonmanometerisintroduced,anditsuncertaintyisanalyzedscientifically,rationallyandu niformly Thispapermakesaquantitativeanalysisofthedataprocessingandanalysismethodsofpistonmanometer Keywords:pistonmanometer;uncertainty;activearea0 引言活塞压力计是使用最广泛的压力标准器具,目前我国压力量值传递体系中,除了微压段以外,几乎所有的压力计量器具都是溯源到0 002级或者0 005级活塞压力计。
压力P不是独立的基本物理量,而是质量和长度量的导出量,活塞压力计原理如图1所示。
图1 活塞压力计原理压力的定义为:p=GA=MgA(1)式中:G———砝码产生的重力,N;A———活塞有效面积,m2;P———被测压力,N/m2或Pa;M———砝码质量,kg;g———当地重力加速度,m/s2。
活塞式压力计使用方法及注意事项摘要: 活塞压力计是利用流体静力平衡(即作用在活塞有效面积上的流体压力与其所负荷的重力相平衡)原理进行压力测量的计量标准器。
它可以向精密压力表、压力变送器、差压变送器、压力传感器、压力信号发生器及数字压力计等仪表进行信号传递,具有量程宽、精度高、技术性能稳定和使用方便等特点。
一般由活塞系统、专用砝码、校验器组成。
活塞式压力计...活塞压力计是利用流体静力平衡(即作用在活塞有效面积上的流体压力与其所负荷的重力相平衡)原理进行压力测量的计量标准器。
它可以向精密压力表、压力变送器、差压变送器、压力传感器、压力信号发生器及数字压力计等仪表进行信号传递,具有量程宽、精度高、技术性能稳定和使用方便等特点。
一般由活塞系统、专用砝码、校验器组成。
活塞式压力计常见类型按活塞有效面积的大小、力的作用部位及工作介质的不同,活塞压力计(图1-18)有以下几种类型。
a、按工作介质分为油压式和气体式油压式常用的工作液体有变压器油、药用蓖麻油、甘油加乙二醇混合液等。
常用的工作气体有空气、氨气等。
b、按活塞与活塞杆的结构和加载砝码方式分类负荷式活塞压力计、带增压器的活塞式压力计、可控间隙活塞压力计、带平衡装置的活塞式压力计。
活塞压力计计量性能的基本参数影响活塞压力计计量性能的基本参数有活塞有效面积、活塞下降速度和活塞转动延续时间。
a、活塞有效面积活塞有效面积是活塞压力计的仪器常数。
它的数值是活塞、承重底盘和砝码的合重力与活塞底部压力的比值。
b、活塞下降速度在规定压力下,流体从活塞间隙中泄漏所引起的活塞下降的速度。
如果下降速度太大,就无法使用活塞式压力计进行压力测量。
c、活塞转动延续时间在规定的起始速度条件下,活塞自由旋转的时间称为活塞转动延续时间。
在使用活塞式压力计时,假如活塞静止不动,则有静摩擦力减轻砝码重力;若活塞自由旋转,使活塞与活塞筒相对运动,尽可能消除它们之间直接接触而产生的机械摩擦,从而提高压力计量的准确度。
活塞式压力计检定和使用中相关问题探讨摘要:作为一种比较理想的压力计量仪器,活塞式压力计具有非常明显的优点,包括使用便利、测量范围广、性能稳定性强、准确度高等。
本文对活塞式压力计检定和使用中的相关问题进行了简要的探讨,并分析了活塞式压力计的检定造成影响的因素,希望能够保障活塞式压力计的检定和使用过程中的准确性。
关键词:活塞式压力计;使用;检定引言活塞式压力计在量值传递和压力计量中都具有显著的优势,在合理保管的情况下,活塞式压力计的使用寿命可以达到三十年,而且具有良好的稳定性。
活塞式压力计的量值可以达到0.002%,具有较高的准确性。
并且具有广泛的测量范围,其能够测量-0.1MPa至2500MPa的范围。
2007年国家质量监督检验总局颁布并实施了JJG59-2007《活塞式压力计》检定规程,活塞式压力计的性能指标都有所提升。
近几年来,国内外活塞式压力计型号较多,活塞的尺寸也千差万别,仅仅根据检定规程得到的活塞式压力计检定结果和实际情况有很大差异,这将直接影响到压力量值传递。
1.活塞式压力计的工作原理活塞式压力计的工作理论基础是流体静力学和帕斯卡定律。
在活塞面积确定的情况下,测量的压力和专用砝码、砝码托盘和活塞之间会产生相互平衡的力,这样就能对压力进行测量。
2.活塞式压力计的检定和使用在活塞式压力计的检定过程中,活塞有效面积的检定是最为重要的一项,它还包括活塞有效面积的周期变化率、活塞转动的密封性、活塞的鉴别力、转动的下降速度和持续时间、活塞的垂直度、专用砝码的质量等[1]。
在活塞式压力计的检定和使用中,活塞的有效面积是最重要的检定项目。
在活塞杆和活塞筒之间的流动介质的中立面面积就是所谓的活塞组件的有效面积。
一般情况下活塞有效面积约为二分之一的活塞间隙面积和活塞杆面积。
作为一个压力和温度函数,在计算活塞组件的有效面积时要对其进行换算,换算成20℃和零压力条件下的活塞组件有效面积。
在对活塞组件有效面积进行检定时,主要的检定方法就是在用一个检验器上安装标准活塞式压力计和被检活塞式压力计,也可以使用管路来连接标准活塞式压力计和被检活塞式压力计,并对活塞的垂直位置进行调整。