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影響壓力校正的因素
在校正被測設備 (DUT) 期間可能需要應用多種校正,從簡單到複雜。

頭高

如果參考標準是壓力控制器,則可能需要應用的唯一校正是所謂的頭部高度校正。頭高校正可以使用以下公式計算:

( ρ f  - ρ a  )gh

其中ρ f為壓力介質密度(kg/m³),ρ a為環境空氣密度(kg/m³),g為重力(m/s²),h為高度差(公尺)。通常,如果 DUT 低於參考電平,則該值將為負,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 的精度和分辨率,都必須計算壓頭高度校正。Mensor 控制器允許使用者輸入頭部高度,儀器將計算頭部高度校正。

海平面

另一個可能令人困惑的修正是所謂的海平面修正。這對於絕對範圍,尤其是氣壓範圍來說最為重要。簡而言之,無論海拔高度如何,此校正都將提供通用的氣壓參考。這使得氣象學家更容易監測天氣鋒,因為所有氣壓計都參考海平面。對於絕對感測器,隨著感測器增加其高度,它將如預期接近絕對零。然而,這對於氣壓範圍感知器來說可能會出現問題,因為當排放到大氣中時,讀數將不再是 ~14.5 psi。相反,當地氣壓可能讀數為 ~12.0 psi。然而,這種情況並非如此。例如,科羅拉多州丹佛市目前的氣壓實際上接近~14.5 psi,而不是~12.0 psi。這是因為氣壓感知器應用了海平面校正。海平面壓力可以使用以下公式計算:

(站壓/e (-海拔/T*29.263) )

其中,站壓是目前未經校正的氣壓讀數(以 inHg@0°C 為單位),海拔是當前海拔(公尺),T是當前溫度(開爾文)。
對於壓力控制器或壓力表的日常用戶來說,這些可能是他們可能遇到的唯一修正。以下修正主要適用於活塞式壓力計,執行這些修正的必要性取決於所需的目標規格和相關的不確定性。

溫度

壓力校正誤差的另一個來源是溫度的變化。雖然所有Mensor 感測器在製造過程中都會在一定溫度範圍內進行補償,但這對於必須監控溫度的參考標準(例如活塞式壓力計)變得尤為重要。活塞缸系統,無論其成分如何(鋼、碳化鎢等),都必須在使用過程中對溫度進行補償,因為所有材料都會根據溫度的變化而膨脹或收縮。熱膨脹校正可以使用以下公式計算:

1 + (α  + α c )(T - T參考 )

其中 α P是活塞的熱膨脹係數 (1/°C),α C是汽缸的熱膨脹係數 (1/°C),T是目前活塞-汽缸溫度 (°C),T REF 是參考溫度(通常為20 °C)。
隨著活塞缸溫度升高,活塞缸系統會膨脹,導致面積增加,進而導致產生的壓力降低。相反,隨著溫度降低,活塞-氣缸系統收縮,導致面積減小,從而導致產生的壓力增加。此校正將直接應用於活塞區域,如果不校正,誤差將超過指示值的 0.01%。活塞和氣缸的熱膨脹係數通常由製造商提供,但也可以透過實驗確定。

失真

必須對活塞-汽缸系統進行的類似校正稱為畸變校正。隨著活塞-汽缸系統上的壓力增加,會導致活塞面積增加,從而有效地產生較小的壓力。畸變校正可以使用以下公式計算:

 1+λP

其中 λ 是畸變係數 (1/Pa),P是計算的或目標壓力 (Pa)。隨著壓力的增加,活塞面積增加,產生的壓力低於預期。失真係數通常由製造商提供,但也可以實驗確定。

表面張力

還必須對油潤滑的活塞缸系統進行表面張力校正,因為必須克服流體的表面張力以「釋放」活塞。本質上,這會導致額外的“幻象”質量負載,具體取決於活塞的直徑。對較大直徑活塞的影響較大,對較小直徑活塞的影響較小。表面張力校正可以使用以下公式計算:

πDT

其中D是活塞的直徑(公尺),T是流體的表面張力(N/m)。這種修正在壓力較低時更為重要,因為隨著壓力的增加,這種修正會變得越來越少。

空氣浮力

必須對活塞氣缸系統進行的最重要的修正之一是空氣浮力。
正如在頭高校正過程中介紹的那樣,我們周圍的空氣會產生壓力……將其視為空氣柱。同時,它也對物體施加向上的力,就像水中的石頭比陸地上的石頭輕一樣。這是因為水對石頭施加了向上的力,導致石頭重量減輕。我們周圍的空氣也有同樣的作用。如果不應用此校正,可能會導致高達指示值 0.015% 的誤差。任何質量,包括活塞,都需要進行所謂的空氣浮力校正。空氣浮力修正量可按下式計算:

1 - ρ a /ρ m

其中ρ a是空氣密度(kg/m 3),ρ m是質量密度(kg/m 3)。僅當儀表校正和大氣絕對校正時才需要進行此校正。對於絕對真空校正來說,它可以忽略不計,因為環境空氣基本上被去除了。

局部重力

最後的校正,可以說是造成誤差的最大因素,特別是在活塞壓力計系統中,是對局部重力的校正。地球的重力在其整個表面上變化,重力加速度最低約為9.7639 m/s 2,重力加速度最高約為9.8337 m/s 2。在活塞式壓力計的壓力計算期間,可以使用局部重力並且可能不需要應用重力校正。然而,許多工業自重測試儀已校正為標準重力(9.80665 m/s 2 ),因此必須進行校正。如果工業自重測試儀在標準重力下校正,然後帶到重力加速度最低的位置,則會出現大於指示值 0.4% 的誤差。可以使用以下公式來計算重力修正:

/克

其中l 為當地重力(m/s 2),gs標準重力(m/s 2
 
壓力的簡單公式如下:

P=F/A=毫克/A

這可能是大多數人聽到「壓力」這個詞時想到的基本公式。當我們深入研究精密壓力測量的世界時,我們發現這個公式還不夠徹底。包含所有這些修正(表壓)的公式如下:

P=F/A=毫克/A

mg / A = (mg ( 1 -  ρ a /ρ  ) + πDT ) / (A e (1 + (α p + α c )(T - T REF ))( 1 + λP)) + ( ρ  - ρ  )gh