La influencia del manómetro del pistón
Los manómetros de pistón tienen las ventajas de alta precisión, rendimiento estable y operación simple. Han sido ampliamente promocionados y utilizados en transmisión de valor, medición de precisión y medición de rutina.
Hay dos fuentes principales de errores en los manómetros de pistón: una es el área efectiva A del pistón; la otra es la masa m del peso. Debido a la diferente aceleración de la gravedad en diferentes lugares, el error del manómetro del pistón se ve muy afectado. Cuando se utiliza un manómetro de pistón en diferentes áreas, se debe prestar atención a corregir la masa del peso de acuerdo con la aceleración de la gravedad del lugar de uso.
1. Cuestión planteada
En la verificación del área efectiva del pistón, en el cálculo del área efectiva del manómetro del pistón probado, se tiene en cuenta la aceleración de la gravedad se elimina en ambos lados de la ecuación. Por lo tanto, al determinar el área efectiva, la precisión de la aceleración de la gravedad no influye en ella.
La masa del peso especial para el pistón es para calcular la masa del peso correspondiente a la presión en función del área medida del pistón. La fórmula de cálculo es
donde: m——la masa del peso especial, kg; p——el valor de presión medido, Pa′——el área efectiva del pistón probado, m2; ρa—— Densidad del aire circundante, kg/m3; ρm—densidad de pesos especiales, materiales de pistón y biela, kg/m3; g—aceleración de la gravedad en el lugar donde se utiliza el manómetro del pistón, m/s2.
La aceleración de la gravedad es uno de los parámetros de cálculo importantes y su precisión afecta directamente a la masa del pistón.
Se puede ver en las regulaciones de calibración del "medidor de presión del pistón" JJG59-2007 que el valor promedio de aceleración de la gravedad en Urumqi es 9,8015 m/s2. Al medir realmente la latitud y la altitud del lugar de trabajo, el aceleración de la gravedad La fórmula de cálculo se utiliza para calcular, y el valor de aceleración de la gravedad calculado es muy diferente del valor de aceleración de la gravedad proporcionado por JJG59-2007.
II. Cálculo de errores
Para estudiar el impacto de los errores introducidos por la medición inexacta de los valores de aceleración de la gravedad en Urumqi en el dispositivo estándar de manómetros de pistón, se tuvo en cuenta la ubicación geográfica. Se analizó la sala de calibración de presión del Instituto de Metrología de la Región Autónoma. Analizar los datos de medición reales de altitud y latitud, calcular el valor de aceleración de la gravedad y explorar el impacto de la medición inexacta de la aceleración de la gravedad en la misma área sobre el valor de error introducido.
La latitud de la sala de calibración de presión de nuestro hospital es de 43.989° y la altitud es de 730m. Mediante la fórmula de cálculo de la aceleración de la gravedad, se obtiene
donde: R——radio de la Tierra, igual a 6371×103m; h——altitud del sitio de medición Φ—latitud del sitio de medición; .
Después del cálculo, la aceleración de la gravedad de nuestro hospital es g=9,8035 m/s2, mientras que la aceleración de la gravedad de Urumqi en JJG59-2007 es 9,8015 m/s2. El error de la aceleración de la gravedad provocará la masa del peso del pistón. El error alcanza el 0,02%, mientras que el error máximo permitido de la calidad del peso del pistón de nivel 0,05 más bajo en JJG59-2007 es solo ±0,02%, y los requisitos de calidad del peso de los pistones de nivel 0,02 y 0,005 son más altos. Por lo tanto, la aceleración de la gravedad dada en JJG59-2007 no puede cumplir con los requisitos de alta precisión.
La aceleración de la gravedad está directamente relacionada con la altitud y la latitud. Se calcula que en la zona donde se encuentra nuestro país, el valor g de dos lugares con una diferencia de latitud de 1° difiere en (0.0006~). 0,0009) m/s2. Por cada aumento de 30 m en altitud en la misma latitud, el valor g disminuye aproximadamente 0,0001 m/s2. Cada cambio de 0,000 lm/s2 en el valor g provoca que el error de masa del pistón sea aproximadamente del 0,001 %. Por lo tanto, para satisfacer las necesidades de medición reales, se debe proporcionar el valor exacto de la aceleración de la gravedad en el lugar de uso.
3. Problemas en el uso real
A principios de 2008, nuestro instituto estableció un dispositivo estándar para manómetros de pistón de nivel 0,005. Durante el proceso de construcción estándar, descubrimos que la aceleración de la gravedad en JJG59-2007 no puede satisfacer las necesidades. Necesitamos un valor de aceleración de la gravedad que tenga una precisión de al menos 5 decimales. La aceleración de la gravedad calculada a través de la latitud y la altitud es bastante diferente de la aceleración de la gravedad dada en JJG59-2007. A falta de métodos de medición confiables, no se puede determinar cuál es más preciso.
Después de consultar la información, supimos que la Oficina Sismológica de la Región Autónoma tiene una estación de observación de medición de la aceleración de la gravedad y ha realizado mediciones a largo plazo, y tiene valores de aceleración de la gravedad muy precisos. Tras contactar con la Oficina Sismológica de la comunidad autónoma, se obtuvieron los valores relativos de la aceleración de la gravedad.
Después de la cooperación con el personal técnico de la Oficina Sismológica de la Región Autónoma, la aceleración de la gravedad relativa se convirtió en un valor exacto de la aceleración de la gravedad absoluta. Su valor es (9,80097±0,00001)m/s2. El error de calidad del peso causado por el error de este valor es solo del 0,0001%, lo que puede satisfacer completamente las necesidades reales.
A través de la comparación de datos, se encuentra que la aceleración de la gravedad calculada en función de la altitud es 9,8035 m/s2, mientras que la aceleración de la gravedad en Urumqi en JJG59-2007 es 9,8015 m/s2, pero los datos de observación reales son 9,80097m/s2. Se puede ver que el valor de la aceleración de la gravedad calculado a través de la altitud y la latitud tiene un gran error y no puede cumplir con los requisitos de JJG59-2007.
En el proceso de verificar los manómetros de los pistones en varios lugares, el autor descubrió que la aceleración de la gravedad se ignora fácilmente. Durante la verificación del dispositivo de calibración de manómetro de fondo de pozo totalmente automático de Karamay Oilfield Company, se descubrió que el valor de presión siempre tenía un gran error. Después de una inspección cuidadosa, finalmente se descubrió que la aceleración de la gravedad en sus parámetros de control automático todavía estaba. El valor de fábrica, que era diferente del valor real en el lugar de uso. El error de aceleración de la gravedad es muy grande y el error se reduce significativamente después del reinicio.
Desde entonces, se han descubierto problemas similares durante la verificación de dispositivos automáticos de presión en Tuha Oilfield y Zepu Oil Base. Muchos usuarios de manómetros de pistón no comprenden los parámetros de la máquina, en particular, la aceleración de la gravedad varía mucho según los diferentes lugares de uso y es difícil obtener valores precisos, por lo que a menudo se ignora.
IV. Sugerencias y resumen
Debido al vasto territorio de la región autónoma, la latitud cambia mucho desde Altay en el norte hasta Hotan en el sur, la latitud difiere en 10. °. Debido a la complejidad del terreno, la altitud cambia mucho desde varios miles de metros hasta más de 100 metros bajo el nivel del mar, lo que provoca que la distribución de los valores de aceleración de la gravedad en la comunidad autónoma varíe mucho. De Shanshan a Turpan, la distancia es de sólo 80 kilómetros y la diferencia en la aceleración de la gravedad es de 0,002 m/s2. El manómetro de pistón totalmente automático de Tuha Oilfield Downhole Testing Company se utiliza en la estación de tren de Shanshan, a 30 kilómetros de Shanshan. Su valor de aceleración de la gravedad es difícil de consultar con los datos existentes, y el valor calculado a través de la latitud y la altitud es difícil de encontrar. Es difícil satisfacer las necesidades reales. En la actualidad, los valores de aceleración de la gravedad de estos pistones se corrigen en función de los datos y la experiencia existentes, y su precisión es difícil de garantizar.
Debido a que la aceleración de la gravedad cambia muy poco en un lugar fijo, es muy estable. Por lo tanto, cuando se utiliza el pistón sólo se requiere una medición y el uso posterior es suficiente.
Por lo tanto, el autor recomienda que al establecer un estándar para un manómetro de pistón, se mida y registre en los archivos del dispositivo la aceleración de la gravedad, la longitud, la latitud y la altitud del lugar de uso. Esto puede mejorar en gran medida la precisión del manómetro del pistón y mejorar la precisión de la transmisión de la medición.
Por otro lado, debido al importante papel de la aceleración de la gravedad en la producción y la investigación científica, como unidad de medida a nivel autonómico, debería existir un conjunto de dispositivos para medir los valores de la aceleración de la gravedad en Varios lugares para cumplir con los requisitos de gravedad de diversas industrias. Requisitos para el uso de valores de aceleración.