活塞式壓力計(jì)檢定數(shù)據(jù)使用計(jì)算機(jī)處理方法

本文介紹活塞式壓力計(jì)在計(jì)量檢定中，被測壓力計(jì)的有效面積和砝碼質(zhì)量的計(jì)算及數(shù)值的誤差處理方法。

1、引言

活塞式壓力計(jì)是應(yīng)用靜力平衡原理設(shè)計(jì)和制造的一種高精度測壓儀器。由于其精確度高、誤差小、靈敏度高、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于各種測壓與標(biāo)準(zhǔn)壓力傳遞的場合。其基本原理是：將未知的被測壓力通過液體（氣體）介質(zhì)的傳遞作用，加到活塞底部的有效面積上，然后在活塞桿上端的承重盤上加放已知重量的砝碼，使系統(tǒng)內(nèi)的壓力和專用砝碼的重力相平衡，從而測出被測壓力值：

P=G/S

式中：

P——被測壓力值（Pa）

G——專用砝碼連同活塞本身重量所產(chǎn)生的重量（N）：G=mg 

S——活塞有效面積m2

從上式可以看出：被測壓力越大，用來平衡此壓力的砝碼重量也越大。當(dāng)活塞的有效面積確定之后，被測壓力的大小與砝碼的重量成正比。相反，當(dāng)砝碼重量被選定之后，被測壓力的大小與活塞有效面積成反比。

在活塞式壓力計(jì)的計(jì)量檢定中，被測壓力計(jì)的有效面積與砝碼重量是保證活塞壓力計(jì)精度等級的關(guān)鍵因子。本文著重介紹活塞式壓力計(jì)的有效面積和砝碼質(zhì)量的計(jì)算機(jī)計(jì)算及數(shù)值的誤差處理方法。

2、計(jì)量數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)處理

根據(jù)國家計(jì)量檢定規(guī)程JJG129-90《一等標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)檢定規(guī)程》，JJG59-90《二、三等標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)檢定規(guī)程》，儀表的精度等級可分為一等（±0.02%）、二等（±0.05%）、三等（±0.2%）。在計(jì)量檢定中，檢定人員將工作基準(zhǔn)用壓力計(jì)活塞系統(tǒng)與被測壓力計(jì)活塞系統(tǒng)安裝在同一校驗(yàn)器上，調(diào)整兩活塞壓力計(jì)的垂直位置，用液壓靜力平衡法，將兩活塞式壓力計(jì)進(jìn)行比較測量，在每一平衡點(diǎn)上，通過加在兩個活塞系統(tǒng)上的砝碼質(zhì)量之比，可計(jì)算出被測壓力計(jì)的有效面積。在量程范圍內(nèi)取幾個平衡點(diǎn)，就可得到幾組砝碼質(zhì)量的原始數(shù)據(jù)和被測壓力計(jì)有效面積的計(jì)算數(shù)據(jù)。對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并據(jù)此計(jì)算被測壓力計(jì)專用砝碼質(zhì)量，可確定被檢壓力計(jì)的精確度及其他誤差是否符合計(jì)量檢定規(guī)程的要求。

在計(jì)算機(jī)的Windows平臺上，運(yùn)用面向?qū)ο蟮腣FP語言開發(fā)活塞式壓力計(jì)計(jì)量檢定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)檢定過程中的數(shù)據(jù)處理。該系統(tǒng)的基本操作過程如下：

啟動系統(tǒng)出現(xiàn)如圖2-1界面。選擇被測壓力計(jì)的等級和量程，按確認(rèn)按鈕。

這時(shí)出現(xiàn)下一窗口：輸入工作基準(zhǔn)用壓力計(jì)的活塞面積、被測壓力計(jì)使用地的重力加速度、單個砝碼所要求的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量及被測壓力計(jì)和工作基準(zhǔn)用壓力計(jì)的承重底盤上加放的砝碼重量（原始測量數(shù)據(jù)），按確認(rèn)按扭后出現(xiàn)結(jié)果窗口，若選擇按標(biāo)準(zhǔn)證書打印輸出，會出現(xiàn)企業(yè)信息輸入對話窗口。輸入有關(guān)企業(yè)信息后，既可打印輸出證書。

3誤差處理

計(jì)量得到的原始測量數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理時(shí)還必須經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算、極限誤差計(jì)算，確定其值是否在誤差允許范圍內(nèi)，是否符合儀表精度要求，還要按修約規(guī)則確定小數(shù)后的位數(shù)。

本系統(tǒng)由于采用VFP語言開發(fā)，針對不同精度等級的壓力計(jì)的數(shù)據(jù)處理，小數(shù)位數(shù)要作相應(yīng)的變化，但是數(shù)據(jù)庫數(shù)值類型字段小數(shù)位數(shù)的多少，是在系統(tǒng)開發(fā)時(shí)已經(jīng)確定，這顯然不適應(yīng)檢定中數(shù)據(jù)處理的要求。為此采用字符類型字段的方法，用戶根據(jù)實(shí)際需要，輸入相應(yīng)小數(shù)位數(shù)的數(shù)據(jù)，依據(jù)四舍五入偶數(shù)法則，利用VALO函數(shù)將輸入數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為數(shù)值類型，進(jìn)行運(yùn)算。

（1）確定小數(shù)位數(shù)

調(diào)用子字符串搜索函數(shù)AT（）”尋找小數(shù)點(diǎn)：”在字符型數(shù)據(jù)中的位置，即從左到右第幾個字符為小數(shù)點(diǎn)。

調(diào)用字符串長度函數(shù)LEN（）”求得字符型數(shù)據(jù)的長度。程序如下：

WS即為小數(shù)位數(shù)，數(shù)據(jù)修約時(shí)可調(diào)用小數(shù)位數(shù)WS。此程序?qū)崿F(xiàn)不同精度等級的壓力計(jì)的計(jì)量數(shù)據(jù)處理。

（2）建立四舍五入偶數(shù)法則的數(shù)學(xué)模型依據(jù)：偶數(shù)乘5末位為0，奇數(shù)乘5末位為5。

當(dāng)數(shù)據(jù)符合偶數(shù)法則時(shí)，則末位為5，5×5=25，進(jìn)位2。次末位為偶數(shù)時(shí)，乘5則次末位結(jié)果為0加末位進(jìn)位2，即2；同樣次末位數(shù)為奇數(shù)時(shí)，乘5后次末位結(jié)果為7。所以次末位為奇數(shù)末位進(jìn)位，為偶數(shù)末位舍去。

（3）模型流程圖：

4結(jié)束語

在儀表的計(jì)量檢定中，檢測結(jié)果的可靠程度往往取決于檢測誤差的方法與處理的準(zhǔn)確性。將計(jì)算機(jī)引入儀表的計(jì)量檢定工作，可以充分利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)越性，使活塞壓力計(jì)的檢定計(jì)算及誤差處理既快又準(zhǔn)確，將我們的工作做的更好。