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壓力校準(zhǔn)工作中的外部因素和修正
發布時間:2021-10-20 17:27瀏覽次數:

壓力儀表的校準工作不僅僅是記錄壓力值並將其與已知標(biāo)準進行比較。由於壓力測量取決於許多因素,例如溫度、局部(bù)重力、壓力介質屬性和局部調整,因此在(zài)執行高精度壓力校準(zhǔn)時必須針對這(zhè)些外部因素進行修正和修正,了(le)解這些修正有助於了解校準設置中的偏差和不準確的來源。

現場特定調(diào)整

現場特定的調整應用於記錄的值(zhí),以補償影響與現場位置和周(zhōu)圍環境相關的壓力輸出的參數。這些修正可以包括海平麵調整、局部重力調(diào)整和環境溫度變化。

通常進行海平麵調整(zhěng)以補償海拔(bá)高度和氣壓(yā)的變(biàn)化。局部重力校正用於補償質(zhì)量上的重力。溫度補償用於在環境溫度變化的情況下捕獲正(zhèng)確的參考設備輸出。

海平麵

這種校正對於***範圍很重要,特別是大(dà)氣壓(yā)力範圍。無論(lùn)海拔(bá)如(rú)何,此校(xiào)正(zhèng)都提供(gòng)了一個通用的氣壓參(cān)考。這使氣象學(xué)家更(gèng)容易監測天氣前沿,因為所有氣壓計都參考海平麵。

對於***傳感器,隨著傳感器的(de)高度增加,它將接近***零。然而,這對(duì)於氣(qì)壓(yā)範圍傳感器來(lái)說(shuō)可能是有問題的,因為當排放到大氣中時,讀數將不再是 ~14.5 psi。相反,當地的氣壓可能讀(dú)數約(yuē)為 12.0 psi。然而,當進行海平麵校正時,情況(kuàng)並非如此。例如,科羅拉多州丹佛市的當前(qián)氣壓實際上將接近(jìn) ~14.5 psi 而不是 ~12.0 psi。這是因為氣壓傳感器應用了海平麵校正。

溫度

壓力校準誤差的另一(yī)個來源(yuán)是溫度變化。雖然壓力傳感器在製造(zào)過程中(zhōng)在溫度範圍內進行補償,但並非所有傳感器(qì)都進行(háng)溫度補償。對於此類傳感器,製造商通過相(xiàng)關溫度規範***壓力輸出(chū)精度(dù)與溫度升高或降低的關係。

溫度校正對於活塞式壓力表等參考標準尤為重要,在這些標準中必須監測溫度。活塞缸係統,無論成分如何(鋼、碳化鎢等),都必須在使用過程(chéng)中補償溫度,因為所有材料都會根據其熱膨脹係數的溫度變化而膨(péng)脹或收縮。

隨著活(huó)塞缸的溫度(dù)升高,活塞-缸係統膨脹,導致麵積增加,從而導(dǎo)致產生的壓力降低。相反,隨著溫度降低,活塞(sāi)-氣缸(gāng)係統收縮,導致麵積減小。這導致產生的壓力增加。該修正將(jiāng)直接應用於活塞區域。

局部(bù)重力

***終的特定地點修正,可(kě)以說是造成誤差的***大因素,尤其是在活塞規係統中,是對局部重力的修正。重力是使質量組能夠對活塞區域施加力從而產生壓力的加速度。地球的重力在其整個表麵上變化,***低重力加速度(dù)約為 9.7639 m/s 2,***高重力加速(sù)度約(yuē)為 9.8337 m/s 2。

在活(huó)塞(sāi)壓力計(jì)的壓力(lì)計算(suàn)過程中,可以使用(yòng)局(jú)部重力並且可能不需要應用重力校正。但是,許多工業(yè)自重測試儀已根據標準重力 (9.80665 m/s 2 )進行校準,因此必須進行校正。

媒體相關調整

對於Mensor壓力控製器或儀(yí)表的日常用戶,與介質相關的調(diào)整(zhěng)可(kě)能無關緊要。然而,對於主要(yào)標(biāo)準,媒體相關的調整是必要的,因(yīn)為它們會影(yǐng)響所需的目標規範和相(xiàng)關的不確定(dìng)性。

表麵張力

必須使用油潤滑的活(huó)塞缸係統進行表麵張力校正,因為必須克服流體的表麵張力才能“釋放”活塞。本質上,這會導致額外的“幻影(yǐng)”質量負(fù)載,具體(tǐ)取決於活塞的直徑。隨著活塞直徑的增加(jiā),效果變得更大。

這(zhè)種修正在較低壓力下更為重要,因為它隨著(zhe)壓力的增加而(ér)變小。

空氣浮力

必須對活塞-氣缸係統進行的(de)***重要的修正之一是空氣浮力。

我(wǒ)們周(zhōu)圍的空氣產生壓力,就像空氣柱一樣。同時,它(tā)也對物體施加(jiā)向上的力。如果不應(yīng)用此校正,可能會導致指示值出現錯誤。任何質量,包括活塞,都需要進行空氣浮力修正。

僅在參考暴露於環境空氣(大氣參考)的儀表校準(zhǔn)中才需要此校正。***值可以忽略不計,因為使用真(zhēn)空(kōng)作為參考基本上去除了環境空(kōng)氣。

設備特定調(diào)整

設備特定的調整,如頭部高度和失真校正(***活(huó)塞-氣缸)對於精密設備是必要的,因為測量(liàng)的微小差異可能會導致影響校準整體不確定(dìng)性的誤差。

頭高

如果參考(kǎo)標準是壓力(lì)控製器,則可能需要應(yīng)用的***修正是所謂的頭部高度修正。該校正消除了參考中傳感元件(jiàn)相對於 DUT 的高度/位置差異。通常,如果(guǒ) DUT 低於參考電平,則該值將為正,如果 DUT 高於參考電平,則反之亦然。無論壓力介質如何,根據 DUT 的(de)精度和分辨率,都必須計(jì)算頭部高度校正。

Mensor壓力控製器CPC6050、模塊化壓力控製器允許(xǔ)用戶輸入(rù)頭部高度,儀器將計算頭部高度校正。

失真

必須對活塞-氣(qì)缸(gāng)係(xì)統進行的類似校正稱為畸變(biàn)校正。隨著活塞-氣缸係統上壓力的增加,會導致活塞(sāi)麵積增加,從而有效地產生較小的壓力。

隨著(zhe)壓力的增(zēng)加,活塞麵積增加,產(chǎn)生的壓(yā)力比預期(qī)的要小。失真係數通常由製造商提供,但也可以通過實驗確定。

注意影響壓力校準輸出的因素(sù)並對其進行校正可能會對校準的整體不確定度產生重大影響。雖然其中一些校正對於您的所有校準(如當地(dì)重力和海平麵)來說是固定(dìng)的,但根據參考設備、壓力(lì)範圍甚至被測設備的不(bú)同,一(yī)些校正在校準之間會有很大差異(yì)。

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