活塞式壓力計的正確使用方法
摘 要：JJG 59- 2007《活塞式壓力計》檢??定規程已于 2007 年 6 月 14 日發布，并于 2008 年 11 月 1 日實施。主要介紹了新規程相對于舊規程的主要修訂內容，以及在選用活塞式壓力計時需要注意的一些問題。
    1 概述
   JJG 59- 2007 《活塞式壓力計》 檢定規程已于 2007 年 6月 14 日發布，并于 2008 年 11 月 1 日實施。由于此次規程改動較大，對活塞檢定過程中各個技術指標的要求均有了不同程度的提高，造成原來的活塞式壓力計有一部分已經不能滿足新規程的要求，需要更換符合新規程要求的活塞式壓力計。為了使大家能夠在學習新規程的基礎上，選用符合新規程要求的活塞式壓力計，現將選用活塞壓力計時應該注意的幾個問題告訴大家，以便于選用時參考。
    2 新規程的主要修訂內容及活塞生產情況
    2.1 新規程的主要修訂內容
   （1） 新的檢定規程是由《二、三等標準活塞式壓力計》（JJG 59- 1990）、《一等標準活塞式壓力計》（JJG 129- 1990）和《工作基準活塞式壓力計（試行）》（JJG 727- 1991）3 個檢定規程合并而來。
   （2） 新規程對活塞式壓力計測量范圍下限提出了要求和相應的技術考核指標，生產廠家在產品出廠時標明的測量范圍下限必須符合新規程規定的技術指標和要求。
   （3） 新規程對活塞轉動延續時間的指標和檢定方法作了較大的改動，將負荷壓力從過去的測量上限的一半降至測量范圍下限，以保證在使用過程中，活塞式壓力計在整個測量范圍內都能保證良好的計量性能。
   （4） 新規程對原來使用藥用蓖麻油作為工作介質的活塞式壓力計，現在要求使用運動黏度較低的工作介質（癸二酸脂）。由于原來使用的活塞式壓力計是按藥用蓖麻油設計的，藥用蓖麻油的運動黏度大，如果直接更換運動黏度小的工作介質，活塞和套筒之間間隙大，會造成活塞轉動延續時間、下降速度、密封性等指標不合格。所以，這類活塞式壓力計實際上只能淘汰，必須更換新型的活塞式壓力計。
   （5） 新規程對專用砝碼質量的不確定度提出了較高的要求，并對準確度等級高的活塞式壓力計的專用砝碼明確了材質要求。如 0.02 級及以上的活塞式壓力計專用砝碼應采用無磁金屬材料（推薦使用不銹鋼）。
    2.2 活塞式壓力計的生產情況
    當前國內生產活塞式壓力計的公司、企業主要有：太原市太航壓力科技有限公司、陜西創威科技有限公司、北京德朗科技有限公司、上海敏榆實業有限公司、天津技術監督局試驗工廠（天津普潤科技發展有限公司）等廠家。生產的活塞式壓力計準確度等級包括 0.05 級、0.02 級、0.01 級以及 0.005級。主要產品為油介質活塞式壓力計。部分廠家的生產工作介質為氣、水或其他介質的活塞壓力計。產品的量程范圍從真空到 500 MPa。
   3 活塞壓力計選用時應注意的問題
   3.1 量程的選擇
    根據自己需要的測量范圍，盡量選擇檢定規程中規定的量程，這樣在開展檢定工作時便于選擇相應量程的標準器進行量傳。選購活塞時一定要注意，規程中規定小量程的活塞可以檢定大量程的活塞，而大量程的活塞不能檢定小量程的活塞。
   3.2 工作介質
   活塞式壓力計工作介質主要有 3 種，即氣體（空氣或氮氣）、變壓器油、癸二酸脂。檢定規程 JJG 59- 2007 中只涉及到液體工作介質。目前，進口活塞壓力計只有一種工作介質，國產活塞壓力計有兩種工作介質，選用時一定要本著標準活塞與被檢活塞應選用同種工作介質的原則，否則你將無法進行檢定工作。因為不同工作介質之間的量傳會帶來問題，如果將工作介質是變壓器油的活塞放在工作介質是癸二酸脂的活塞校驗臺上，那么該活塞延續時間將變短，反過來將工作介質是癸二酸活塞放在介質是變壓器油的校驗臺上，那么活塞的下降速度將變快。
    3.3 隔離器
    用氣體介質檢測液體介質的活塞式壓力計時要使用油氣隔離器，如果隔離器是帶隔膜的，將無法用于高精度的量傳和精測，因為隔離膜在加壓后可能產生形變，形變就會造成壓力滯后、遲滯現象。而檢測活塞時需要排氣，帶隔離膜的隔離器無法將隔離膜兩邊的氣泡排干凈。而不帶隔離膜的隔離器使用時必須小心操作步驟，因為一個小小的失誤就會造成油進入氣體活塞而造成污染。
    3.4 活塞系統的連接
    標準活塞式壓力計和被檢活塞式壓力計的活塞系統之間是在同一個校驗臺上連接的，還是通過一根壓力管路連接，需視具體情況而定。一般情況下，標準和被檢的活塞系統在一個校驗臺上適用于量傳和精測，而通過一根壓力管路連接僅適合于精測。這是因為標準器與被檢器如果分體，它們的重量較輕，裝卸活塞系統時底座容易移動把連接管折彎漏油。選用時需要注意，一般進口活塞壓力計只有主體機，而被檢只考慮數字壓力計、壓力傳感器，沒有考慮活塞檢定接口。
    3.5 輸出接口
    輸出接口盡量選用公制螺紋密封圈密封，這樣適合經常拆卸，且容易密封。
    3.6 活塞的有效面積
    活塞壓力計的有效面積應盡量選用公制，例如 1 cm2、0.1 cm2、0.05 cm2等，這樣在量傳活塞式壓力計時方便計算。
   3.7 重力加速度
   活塞式壓力計應該按照當地的重力加速度來進行修正。
   3.8 形變系數
   當活塞和活塞筒材料為鋼制且測量上限大于 25 MPa（包括 25 MPa）的 0.05 級活塞式壓力計，并用于直接指示壓力值時，配套的專用砝碼必須按順序號放置使用。專用砝碼、活塞及其連接件質量按活塞式壓力計的檢定規程要求須按其活塞有效面積、壓力計使用地點重力加速度、空氣浮力及活塞壓力變形系數進行修正。
    活塞和活塞筒材料為碳化鎢制成的，測量上限為 25 MPa以上的 0.05 級活塞式壓力，計其專用砝碼可以不做活塞壓力變形修正，使用時，專用砝碼可以不按順序編號排放。
   3.9 溫度測量
    精密測量和檢定時，活塞應帶有溫度測量裝置，以便于對每一個檢定的壓力點進行實時溫度修正，而不是進行平均溫度的修正或忽略溫度帶來的誤差。
    3.10 活塞的材料
    活塞桿材料主要有陶瓷、工具鋼、不銹鋼、碳化鎢 4 種，用戶應根據不同的量程選用不同的材料。
   （1） 陶瓷材料：陶瓷活塞的量程測量下限低，同時陶瓷材料的硬度高，表面光潔度好，防銹性能好，適合做低量程的活塞。
   （2） 工具鋼：工具鋼活塞的量程測量下限較低，硬度較好，表面光潔度較好，防銹性能差，適合做中量程的活塞。
   （3） 不銹鋼：不銹鋼活塞的量程測量下限較低，硬度較好，表面光潔度較好，防銹性能較好，適合做中量程的活塞。
   （4） 碳化鎢：碳化鎢活塞的量程測量下限高，硬度高，表面光潔度好，防銹性能較好，適合做高量程的活塞。
    3.11 活塞的轉動
    活塞有靠手來轉動的，有靠電機帶動的。用手來轉動活塞上的砝碼，使活塞轉動平穩是靠經驗。而電機驅動是通過一個面來帶動活塞和砝碼轉動，這樣活塞轉動將是比較平穩的。按照活塞式壓力計檢定規程的規定，活塞的轉動應該是活塞桿轉動，而不應該是電機始終帶著活塞筒轉動。
    3.12 砝碼材料
    根據檢定規程 JJG 59- 2007 要求，0.02 級及以上的活塞式壓力計專用砝碼應使用不銹鋼、鋁等低磁材料。
    3.13 活塞與砝碼連接方式
    活塞分為帶軸承和不帶軸承的兩種，按照 JJG 59- 2007規定，活塞的延續時間改為在測量范圍下限測量，這樣帶軸承的活塞式壓力計由于轉動慣量太小，要想達到指標要求，難度比較大。
    3.14 活塞的重心
    活塞式壓力計的重心應該是越低越穩。重心越低對活塞的同軸度和垂直度影響越小。
    3.15 電機調速
    選擇時，看電機的轉動是恒速的還是可以調速的，如果是恒速而且加的砝碼較重的話，活塞啟動時砝碼將會有擺動，這容易造成活塞桿折斷。而使用無級調速電機，砝碼將緩慢轉動直到達到所要的速度，這樣活塞轉動比較平穩，可以有效地避免活塞桿折斷現象的發生。
    3.16 位移傳感器
    位移傳感器的安裝將替代燈光或刻線，因為調整燈光的焦距和觀察燈光的變化需要經過一段時間的培訓和實踐經驗，對檢定人員的要求較高，而活塞位置的分辨力是影響活塞檢定正確與否的重要因素。使用位移傳感器可以直觀地、準確地顯示活塞的位置，有利于提高活塞檢定的準確性，提高工作效率。
    3.17 轉速傳感器
    規程 JJG 59- 2007 規定檢定時活塞轉動的轉速應該為30 r/min～60 r/min。傳統的方法是用轉速器測量或憑經驗估計，誤差較大。現在，部分活塞式壓力計上安裝了測量轉速裝置，這樣就可以在規定的轉速內測量壓力值，提高了量傳的準確度。
    總之，大家在選用活塞式壓力計時，通過以上所述的注意事項，再根據實際使用情況，就可以選到合適的活塞式壓力計了。