液柱高度差对一般压力表检定结果的影响

在压力表检定中，常使用油、水、空气作为介质来传递压力，对压力表进行检定。油、水、空气等统称为流体。如图1所示，在一般压力表检定过程中，由于一般压力表的外売尺寸不同，造成被检压力表与精密压力表中心轴不在同一高度，即两者之间存在高度差。若设处于较高位置的压力表处的压力为p0，则处于较低位置的压力表处的压力为p=p0+pgh。检定压力表时，随着检定压力增加xp，则基本方程变为p+xp=(p0+xp)+pgh。因而测量高度差的存在在检定过程中始终会对检定结果带来一定的影响。这种影响，随着压力表测量上限的降低而增大，随着一般压力表与精密压力表两者外売尺寸相差增加而增大。目前，一般压力表的外売尺寸常见的有$60mm、$100mm、$150mm、$250mm。精密压力表的外売尺寸一般为150mm,大多数企业在检定压力表时，通常配备“压力表/氧气表两用校验仪”或“压力表校验仪”，这些仪器常用的工作介质为变压器油（20°C时，p=0.86x103kg/m3)和水(20°C时p=1x103kg/m3)。在压力表检定过程中，只读取被检压力表与精密压力表的示值差，而忽略了被检压力表与精密压力表因高度不同带来的附加误差。有些单位在使用油为介质的压力表校验仪上安装油水隔离器检定氧气压力表，这也会加大被检压力表与精密压力表的高度差，带来更大的附加误差。因高度不同带来的误差计算公式为Ap=pgh(式中:p——液体密度g——当地重力加速度h——被检压力表与精密压力表高度差），当高度差的存在对检定结果的影响不能忽略不计时，就要对检定结果进行修正。处于较高位置的压力表示值加上Ap才能与处于较低处压力表实际压力相等。下面，用表格的形式（见表1)对不同外売尺寸的被检压力表与精密压力表高度差对检定结果的影响进行分析，来确定高度差对检定结果的影响程度(徐州重力加速度g=9.7967m/s2)。

由流体静力学的基本方程jp+xp=(p0+xp)+pgh得知，在一个固定的测量系统中，pgh为一定值，随着(pc+xp)的增大，即检定过程中输入压力逐渐增大,pgh对检定结果的影响逐渐减小，直至可以忽略不计。由于被检压力表的测量上限不同、允许误差不同，则被检压力表与精密压力表因高度不同带来的误差对检定结果的影响程度也不同。下面，以1.6级压力表为

例，用Ap与MPE的比值(Ap高度差对检定结果的影响MPE——压力表最大允许误差）来分析被检压力表与精密压力表外売尺寸相差最大的状态下（即外売尺寸为$60mm、中250mm压力表），高度差对不同测量上限1.6级压力表测量结果的影响。Ap与MPE比值越大，液柱高度差对检定结果的影响越大，如表2所示。

由表2看出，使用液体作介质，检定外売尺寸为$60mm、$250mm的压力表时，高度差对0.4MPa以下的压力表的测量结果影响较大。一些单位由于没有配备用气体作介质的压力表检测设备，常常用液体作介质的压力表检测设备检定测量上限在0.25MPa以下的一般压力表，这样，会带来很大的附加误差。对于一般气体，如空气、氮气、氧气等，公式p+pgh也完全适用，但由于气体密度P较小(20°C时，/9=1.2kg/m3)，/ogh通常可以忽略不计，这时可以认为整个平衡的气体中，压力处处相等。因此，在检定测量上限小于0.25MPa的—般压力表时，一定要严格按照JJG52-2013《弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程》的要求，用气体介质对压力表进行检定，以消除高度差的影响。在检定测量上限为0.4MPa、0.6MPa的压力表时，一定要使用变接头，改变被检压力表或精密压力表的高度，减小高度差，以消除高度差对检定结果的影响。有条件的单位最好配备以气体为介质的压力表校验器，来检定测量上限在0.4MPa以上的压力表。

以上分析的是被检压力表与精密压力表高度差对1.6级压力表检定结果的影响，这种影响在准确度较高或测量上限较小的压力仪器仪表检定中会更加明显。如果将表2中1.6级0.4MPa的压力表换成同量程0.5级的数字压力计，则Ap/MPE就会由原来的1/7变成1/3。近年来大量投入使用的压力传感器、数字压力表，它们的准确度高，外形尺寸小，与传统的弹簧管式压力表外形尺寸相差更大，且受压部位在底部，高度差会更大。因此，对于从事压力仪表检定的人员，一定要采取措施，减小标准器与被检压力仪表的高度差，使检定结果更加准确可靠。