【正文】 可以按 照B類方法來分析。 表面張力對于液體介質(zhì)的活塞(或液體潤滑的氣體活塞)有影響，對于純氣體介質(zhì)活塞可以忽略不計。 r 為活塞半徑。因而，對于通常的介質(zhì)，我們可以取其變化范圍為：（25～35）mN/ｍ。 如果使用估計值（比如對于通用介質(zhì)，直接使用30mN/m），考慮其數(shù)值的不確定度，則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度約為：u(Γ)=7 mN/ｍ 其不確定度靈敏系數(shù)為：,表面張力的大小主要與活塞直徑相關(guān),見下表：,重力加速度的不確定度u(g)； 由于活塞壓力計的基本原理就是依靠重力來產(chǎn)生壓力，重力加速度準(zhǔn)確程度對于活塞壓力計相當(dāng)重要，重力加速度值可以實際測得，或者按照以下公式計算得到： (m/s2) （1.17） 其中，φ 為計算點緯度，單位是度（rad） h 為計算點海拔高度，單位是米（m） 一般如果實地測量的話，其不確定度可以由證書得到，按照公式計算的話，標(biāo)準(zhǔn)不確定度為: 相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為: 。 與活塞工作位置的位置差帶來的不確定度,根據(jù)流體靜力學(xué)理論，一定高度的氣、液柱會造成壓力差。 k為模式系數(shù)，測量表壓為1，測量絕壓時為0 氣/液柱差不確定度 u(h) 活塞壓力計產(chǎn)生壓力的參考位置就是活塞的工作位置，對于現(xiàn)在使用的多數(shù)活塞，其活塞參考平面一般均有標(biāo)識。通常測量位置差的準(zhǔn)確程度取決于所使用的儀器或工具，以B類方法，按照均勻分布處理。 對于液體，比如我們常使用的蓖麻油或變壓器油，由 于其可壓縮性較小，因而一般只需考慮其密度。 （1.19）,（1.20） 活塞軸線垂直度(θ)的不確定度u(θ) 活塞的安裝以及活塞本身結(jié)構(gòu)有可能造成活塞軸線的 不垂直，從而使加在活塞有效面積上的力小于活塞以及 rel砝碼所產(chǎn)生的重力。通常規(guī)程規(guī) 定，活塞安裝垂直度要小于2’，所以要用合格的水平儀 將活塞垂直度調(diào)到最好。 活塞壓力計分辨率的影響u(r) 就像所有的壓力標(biāo)準(zhǔn)一樣, 活塞壓力計也有的分辨率 的問題，我們也可以稱為靈敏閾或者鑒別力。按照矩形分布，標(biāo)準(zhǔn)不確定度為： ?；钊直媛?可以通過活塞平衡時測量，也可以通過一個高分辨率和穩(wěn) 定性的數(shù)字壓力計（或者壓力傳感器）來測量。那么標(biāo)準(zhǔn)不 確定度為 如果用相對不確定度來表示，則 活塞壓力計參考端壓力不確定度 u(Pref) 在測量絕壓時，有兩種方式，一是將活塞參考端抽真 空，此時為參考端真空度的不確定度。可以從真空 傳感器的檢測證書上得到。 活塞壓力計的A類不確定度uA 只有使用活塞壓力計進行測量時才有A類不確定度,比如說，我們用活塞壓力計測量同一個壓力點，測了若干 次，那么就會有測量重復(fù)性帶來的不確定度，可以通過統(tǒng) 計的方法求得uA。同時我們也可以考慮兩個方面，一方面有 一些因素隨著壓力點的變化以及其他因素的變化而變化， 另一方面，還有一些指標(biāo)是基本上是定值，這樣我們可以 分開表達。就如上面我們分析，可以 將液體介質(zhì)的表面張力不確定度u(Γ)以及參考端壓力不 確定度u(pref)作為常數(shù)項合成。,4.活塞壓力計的測試與校準(zhǔn) 4.1校準(zhǔn)方法 活塞壓力計的校準(zhǔn)，最常見的有兩種方式：直接校準(zhǔn) 壓力和/或校準(zhǔn)活塞有效面積、專用砝碼以及連接件質(zhì)量 對于前者，主要是由于： 1)用戶的校準(zhǔn)要求； 2)用戶只用來校準(zhǔn)壓力表或者直接輸出壓力單位的壓力計； 3)用戶使用壓力單位的砝碼，希望知道直接加砝碼后的輸出壓力； 4)準(zhǔn)確度等級不高 后者主要針對作為標(biāo)準(zhǔn)器來傳遞的活塞壓力計。 δt: 被檢活塞壓力計溫度修正系數(shù)； δp: 被檢活塞壓力計壓力修正系數(shù)； g1: 標(biāo)準(zhǔn)活塞壓力計使用地重力加速度； g1: 被校準(zhǔn)活塞壓力計標(biāo)稱重力加速度； pH: 二者可能的位置差修正。利用靜壓平衡原理，當(dāng)二者 處于平衡狀態(tài)時，它們所產(chǎn)生的壓力相等，從而求得被測,活塞面積。也就是現(xiàn)行規(guī)程推薦的 方法，先在某個較低壓力點作平衡，然后分別在標(biāo)準(zhǔn)端和 被測端加砝碼，再次平衡后計算增加的砝碼分別所產(chǎn)生的 壓力令二者相等，就可以求得活塞有效面積，這可以消除 由于標(biāo)準(zhǔn)與被測活塞壓力計工作位置不同而產(chǎn)生的液柱差 的影響、活塞起始質(zhì)量不同的影響等。對于被測與標(biāo)準(zhǔn)活塞壓力計的參 數(shù)相同，我們以下標(biāo)來區(qū)別， 標(biāo)準(zhǔn)活塞下標(biāo)為S，被校準(zhǔn) 活塞下標(biāo)為T：,當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)活塞壓力計與被檢活塞壓力計平衡時，二者分別產(chǎn)生壓力為： (1.24) (1.25) 這樣，如果采用全壓力平衡法，那么 由上面公式（1.24）和（1.25），可得：,令， 則有： (1.26),方程中Φi和∧i是在不同溫度和不同壓力下，分別表示 活塞有效面積的變形修正輔助系數(shù)。,從上面公式可以看出，如果使用起始平衡法，那么保 證起始平衡不被破壞的前提條件就是保證溫度變化很小或 者二者的溫度系數(shù)基本一致且溫度變化幅度一致，而且， 標(biāo)準(zhǔn)活塞與被校準(zhǔn)活塞的壓力形變系數(shù)基本一致，要么變 化量可以被忽略或容忍。規(guī)程是根據(jù)實際情況來的,因為大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)活塞壓力計的活塞都相似，相似的結(jié)構(gòu)，相似材料，相似面積。,第二節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)液體壓力計的測量不確定度評定,引 言 在壓力計量測試領(lǐng)域，液體壓力計和活塞式壓力計由 于它們具有準(zhǔn)確度高、長期穩(wěn)定性好的優(yōu)良性能，被廣 泛地用作計量基標(biāo)準(zhǔn)器具。特別 是在氣壓段以下的壓力及微小段壓力范圍的測量中，液 體壓力計更是被世界上大多數(shù)國家用做基準(zhǔn)器具。所有這些國家 的液體壓力基準(zhǔn)裝置的測量范圍均為氣壓段壓力范圍 （100kPa左右），測量不確定度都在2ppm至7ppm之 間。 在我國，液體壓力計的種類很多，主要包括以下幾種儀 器類型：基準(zhǔn)微壓計、補償式微壓計、傾斜式微壓計、杯 型壓力計、U型壓力計等，其工作介質(zhì)主要為水、酒精、 油和水銀等液體介質(zhì)。 在上述各種液體壓力計中，基準(zhǔn)微壓計、補償式微壓計和一些U型液體壓力計被用作基標(biāo)準(zhǔn)裝置，因此，這里所做的不確定度評定也是針對這些作為基標(biāo)準(zhǔn)計量器具的液體壓力計。 1.2液體壓力計測量不確定度來源 影響液體壓力計測量不確定度的因素很多，歸納起來主要包括以下幾個方面： 1）參考標(biāo)準(zhǔn)引入的不確定度 2）由于溫度變化引起的工作介質(zhì)的膨脹引入的不確定度 3）溫度測量不準(zhǔn)導(dǎo)致介質(zhì)密度不準(zhǔn)引入的不確定度 4）重力加速度測量不準(zhǔn)引入的不確定度 5）所引用的介質(zhì)密度的不確定度,6）儀器安裝的垂直度誤差引入的不確定度 7）液柱高度差測量的不確定度 8）對模擬值讀數(shù)誤差引入的不確定度 9）在補償式原理的液體壓力計中，還存在一項不確定度來源即連接軟管形變對高度測量的影響。但是隨著高準(zhǔn) 確度液體壓力計量儀表的大量涌現(xiàn)，特別是在高準(zhǔn)確度的 測量中，常常需要考慮這部分因素對測量結(jié)果的影響。這樣實際上測量結(jié)果的不確定度除了包括公式 （2）中的各個不確定度分量之外，還應(yīng)包括所使用的參 考標(biāo)準(zhǔn)的所帶來的不確定度。 2.1不確定度分量及其標(biāo)準(zhǔn)不確定度 液體壓力計測量的不確定度分量主要包括以下幾項： 參考標(biāo)準(zhǔn)的不確定度μ(r) 測量液體壓力計的參考標(biāo)準(zhǔn)主要包括滿足要求的各種類 型的液體壓力計、活塞式壓力計等壓力儀表。其標(biāo)準(zhǔn)不確定度的獲得主要 分為兩種情況： 參考標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)證書、檢定證書提供的為標(biāo)準(zhǔn)不確定 度μ(r)或擴展不確定度U(r)及擴展因子k時，其標(biāo)準(zhǔn)不確 定度μ(r)如下計算： (1)參考標(biāo)準(zhǔn)的檢定證書提供的為準(zhǔn)確度等級或極限誤 差時，這時可理解為參考標(biāo)準(zhǔn)的測量值在其允許誤差 的區(qū)間內(nèi)均勻分布，這樣其標(biāo)準(zhǔn)不確定度μ(r)如下計 算： （δ為參考標(biāo)準(zhǔn)的允許誤差） 式中k值參照關(guān)于《壓力測量不確定度評定》若干問題的意見第7條規(guī)定選取。 其中引用的密度之大多是有不同測量不確定度的密度 之圖表或的，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度可有所應(yīng)用圖表的數(shù)據(jù)確 定，通常按均勻分布處理。例如：對于 在20℃環(huán)境條件下工作的標(biāo)準(zhǔn)補償式微壓計，其所使用的 工作介質(zhì)為去離子水，使用的溫度計其測量標(biāo)準(zhǔn)不確定度 為0.1℃，查表得到其相應(yīng)的密度變化量為,0.00002g/cm3，則由于溫度測量不準(zhǔn)而導(dǎo)致的密度測量 不準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為 。而重力加速度主要有三種方法得 到，下面就這三種方法分別說明。 （2）公式計算法 在已知所在地的海拔高度h、緯度Φ時重力加速度可 用下式計算:,其中， φ 為計算點緯度，單位是度（rad）。這時的重力加速度的不確定度由實地測量的不確定度決定，通常測量完成后，會提供相應(yīng)的不確定度報告。因此液位高度差測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度取決于各種測長方法的測量不確定度。,由于溫度變化引起的高度測量不準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度μ(Δh1) 由于溫度變化，工作介質(zhì)固有的特性會使工作介質(zhì)的 體積發(fā)生變化，變化的大小取決于不同工作解釋得提膨脹 系數(shù)。 由于溫度變化引起的讀書標(biāo)尺的形變導(dǎo)致高度變化的標(biāo)準(zhǔn)不確定度μ(Δh2)