大压力下活塞形变对有效面积的影响分析及不确定度评定应用

液体活塞式压力计是压力领域量值传递的重要标准器,其中活塞有效面积是判定活塞式压力计合格与否的重要指标。针对测量上限为60 MPa的0.05级活塞式压力计,采用起始平衡法研究试验机理,测算不同测量压力下的被测活塞有效面积,研究形变对活塞有效面积的影响,利用线性回归法计算被测活塞零压面积,并搭建活塞有效面积不确定度模型,分析不确定度影响分量,评定各分量不确定度大小,计算被测活塞有效面积扩展不确定度,指导压力标准实验室量值传递工作准确可靠开展。

通过比对实验确定高压活塞式压力计的形变系数

通过可控间隙活塞式压力计与自由形变活塞式压力计的比对实验,复现了高压自由形变活塞式压力计的形变系数。实验结果和理论计算存在较大的差异,自由形变活塞式压力计在高压力下有效面积的准确度受形变系数的影响非常大,因此对于其形变系数的不确定度需重新评估和进一步研究。

活塞压力形变系数的研究

针对国际上使用Heydemann—Welch（HW）方法对可控间隙（controlled—clearance）活塞式压力计进行表征，其在国内的研究处于起步阶段。可控间隙式活塞的参数通过流体平衡实验获得，进而确定简单活塞式压力计的压力形变系数。对于测量上限大于60MPa的活塞式压力计，根据直接平衡法得到的形变系数，与基于理论计算的结果存在较大差异。结果显示，压力形变系数的研究需要对活塞材质的深入了解、测量方法的改进以及更多的实验数据作为支撑。