二等标准补偿式微压计全国比对后的问题

胡央丽 胡安伦/上海市计量测试技术研究院

0 引言

为全面掌握全国各省级法定计量技术机构的补偿式微压计标准装置的技术状况和考核检定人员的技术能力，确保各机构压力实验室的微压检定综合能力保持良好的水平，从而更好地开展量值传递，实现全国压力量值的准确可靠和统一[1]，国家质量监督检验检疫总局计量司于2010年至2011年组织“二等标准补偿式微压计全国比对”，由全国压力计量技术委员会组织实施，主导实验室为上海市计量测试技术研究院，参比实验室为各省级法定计量技术机构以及中航工业北京长城计量测试技术研究所。全国省级及以上计量技术机构中，新疆、河南、西藏、海南等4家机构一等补偿式微压计没有建标，不参加本次比对。

2010年7月19日比对正式开始，27家参比实验室分成3组，每组9家，采用环式传递方式[2]。每个参比实验室在1周时间内完成了传递标准的接收、试验和送样。3个组同时进行传递，历时2个多月，2010年10月3台传递标准回到主导实验室，11月，所有参比实验室的比对资料全部递交至主导实验室。2011年3月，完成比对总结。

1 补偿式微压计

补偿式微压计是基于U型压力计的测压原理，由一个上下可移动的容器和一个静止容器（可上下微调）相连接，用可动容器的位移变化来补偿被测压力所引起的静止容器中液位零点变化的液体压力计。压力值计算[3]：

式中：p — 被测压力（Pa）；

ρ — 检定温度下纯水密度（kg/m3）；

g — 使用地点重力加速度（m/s2）；

h — 大小容器的液位差（m）。

补偿式微压计的优点：扩大了两个容器的截面积，减少了毛细现象；利用测微机构提高了读数的准确度；测压时把一个液面补偿到零点的位置以减少一次读数，提高测量的准确性。

2 发现的问题

补偿式微压计是第一次进行全国比对。本次比对的过程比较顺利，传递标准的稳定性良好，各参比实验室在《比对细则》规定的时间内完成了比对试验，结果令人满意。

但是，主导实验室在进行系列试验时发现：连接补偿式微压计的大小容器、移动大容器（即加减压）时连接管会有形变，影响测量高度，因此连接管的材料和长度应有一定要求，如果使用不同的连接管，试验数据会有很大的差别。

对此主导实验室特别进行以下试验：

1）将编号为200912013的传递标准，分别采用25 cm、30 cm和40 cm的医用乳胶管、30 cm的医用橡胶管这4种管子作为连接管进行试验，试验数据如表1所示。

2）将编号为200912025的传递标准，分别采用30 cm的医用乳胶管和30 cm的医用橡胶管2种管子作为连接管进行试验，试验数据如表2所示。

表1 编号为200912013的传递标准试验数据

表2 编号为200912025的传递标准试验数据

通过以上试验数据可以看出，采用25 cm、30 cm和40 cm这3种尺寸的医用乳胶管作为连接管不会对试验结果产生明显的影响，采用30 cm的医用橡胶管作为连接管对试验结果的影响非常大。

试验过程中发现以下几种情况：

a、当使用40 cm的医用乳胶管作为连接管，在转动顶盖、上下移动大容器时，连接管易出现弯折现象，影响试验正常进行。

b、当使用25 cm的医用乳胶管作为连接管，测量150 mm上限高度时，连接管有紧绷现象，这样会加速医用乳胶管的老化。

c、如果医用乳胶管有老化现象出现，但又看不出来，那么在试验过程中通过调压阀进行加减压时，会发现小容器中的圆锥针尖与其倒影有粘连现象，使两者接近或分离都比较困难。

d、当使用30 cm的橡胶管作为连接管进行试验时，发现试验数据总是负偏差，而且误差值很大。

3 意见和建议

医用乳胶管即医用黄乳胶管，又叫止血扎带，采用橡胶树上割取或浸出的含橡胶粒子，加入硫化剂后，通过挤出制作而成。常温下具有优良的回弹性、绝缘性、隔水性及可塑性，还有非常好的机械强度等物理性质。同时它又是一种化学反应能力较强的物质，光、热、臭氧、辐射、屈挠变形以及铜、锰等金属都能促进其老化，所以不耐老化是其致命弱点，时间长了就会变得发软发黏、失去弹性。因此，希望寻求一种既不易老化，回复力又好的软管作为连接管。

补偿式微压计是液体压力计的一种，液体压力计是通过液柱高度复现压力量值，是压力计量的基本方法之一，它具有构造简单、制造容易、测量可靠、直观显示、准确度较高、使用方便、售价便宜等特点。同时，液体压力计又存在以下缺点：

1）使用时需要修正，否则误差很大；2）读数不够方便，需要有一定经验；3）工作介质受温度影响较大；

4）工作介质如果是水银，则存在污染问题；

5）工作介质存在毛细现象。对于浸润液体，液面呈凹月形；对于非浸润液体，液面呈凸月形；液体的表面张力越大，毛细现象越严重。液体压力计的理想介质是液体的表面张力小而密度大的液体。

因此，如何解决这一系列问题，是液体压力计的研究方向。希望能通过新颖的物理材料、先进的温控技术、成熟可靠的长度测量技术等，使液体压力计的准确度得到提高，使用更加方便。

4 结束语

本次比对，经过一年多的认真运作，主导实验室和各参加实验室都完成了大量的比对实验工作。通过比对，对于补偿式微压计标准装置的整体运行状况、各实验室的工作状况以及补偿式微压计工作原理有了进一步认识，比对过程发现的问题说明比对的重要性及必要性，为下一步工作提供了很好的指导作用。

[1]中国实验室国家认可委员会. 中国标准化与信息分类编码研究所. GB/T15483.1-1999 [S]. 北京：中国标准出版社, 1999.

[2]全国法制计量管理计量技术委员会. JJF1117-2009[S]. 北京：中国计量出版社, 2009.

[3]JJG158-1994标准补偿式微压计检定规程[S]. 北京：中国计量出版社, 1994.