主题：【第八届原创】解析压力表校准工具——活塞式压力计

机械式压力表是一种广泛使用的仪表，通常采用活塞式压力计进行校验。活塞式压力计作为一种基础的压力标准器，主要用于企事业单位的计量室实验室，在生产和科学实验中作为压力基准器使用。下面拆解一台量程为0.04MPa～0.6MPa的活塞式压力计。
一、外观
摆在工作台上的机器：

各部分名称：


该机器型号YS-6，测量范围0.04MPa～0.6MPa,精度等级为0.05级（即0.05%，校核仪器精度都很高呵），西安仪表厂2010年8月生产：

二、工作原理
绘制仪器结构示意图如下（未画出检测禁油仪表时，接入的油水隔离器）：

仪器工作原理：活塞式压力计是根据流体静力学平衡原理和帕斯卡定律设计制造的。液压力由压力发生器产生，转动旋转手柄（摇把），丝杆推动工作活塞挤压工作液，将压力传递给测量活塞。测量时，托盘上放置标准砝码，测量活塞受到的液压作用力与活塞、托盘及标准珐码的质量所产生的压力相平衡时，测量活塞被托起并稳定在一定位置上，此时，标准压力表的读数就是压力读数，因此可以判断出被校压力表的准确性。
三、仪器主要零件拆解
1、拆油杯

油杯用于给液压系统加液压介质——通常是特定的液压油，0.04～25MPa是变压器油、蓖麻油或与煤油的混合油；25MPa以上传压介质采用粘度很小的癸二酸二异辛酯，从而保证压力计有极高的灵敏度。旋下油杯截止阀手轮：


底部是针型截止阀：

2、拆油水隔离器
在校验氧气表、乙炔表等严禁与油接触的压力表时，必需接入油水隔离器进行隔离（其它类型表可以不接入隔离器，直接接在被测表接口）。用六方扳手拆下隔离器排泄螺钉：

孔内是以前工作时留下的液体，工作完后没有及时排除：

隔离器下部螺纹，与仪器被测表接口相连：

这是取下的油水隔离器：

旋开排泄螺钉，倒出隔离器上部水压室的工作介质水，量不少，水中混有油、发黑，已经变质，如果直接用于禁油仪表测量，是非常危险的事：

将隔离器夹在台钳上，用了很大的力，才将其旋开：

上部的隔膜被压凹没复原；下部是油压室，有一些锈蚀：

用平口改刀撬出隔膜：

取下隔膜，这是上部水压室，内壁已被腐蚀，渣滓不堪入目：

渣滓是内部的防腐层脱落块（可能是某种塑料喷涂层），说明内部防腐工艺没过关：

用清洁剂、钢丝球进行清洗：

清洁后的图片，可以看出，机件是普通钢，镀铜后，再覆涂塑料，但工艺不过关，才短短几年时间，防腐层就完全失效：

这是清洗后的隔离器全部零件：

该油水隔离器是隔膜型，绘制结构示意图如下：

油水隔离器工作原理：首先将下接头接在仪器被测表接口上（此时关闭被测表管道截止阀），松开排泄螺钉和上接头，将清洁水从上接头加入，直到水从排泄孔漫出，然后旋上排泄螺钉和上接头，将被测表安装在上接头，旋紧。启动压力发生器，打开截止阀，管道内的油进入隔离器油压室，将压力通过隔膜传递给水压室的水，然后进入被测表。工作完后，首先将压力发生器摇把退回原位（即给管道系统降压），关闭被测表油压截止阀，取下被测表。工作一段时间后，被测表没有压力显示，检查水压室的水是否减少，补充加入水即可。
3、拆卸测量活塞


旋下托盘下面活塞缸的螺纹帽：

取出活塞（杆）：

再取下活塞缸：

取下的活塞缸及活塞（杆）。活塞和活塞缸采用高强度，高硬度和低温度线胀系数的合金钢、碳化钨等材料精工研磨制成，温度膨胀系数小、变形量小，保证仪器有足够的精度：

四、仪器其它细节
这是水平泡，安装时，调水平用：

标准表采用精密压力表，量程0 MPa～2.5MPa，精度0.4级：

压力发生器的旋转手柄，力臂长，操作起来比较省力：

基座是铸铁的，沉重不易搬动，适合这类仪表校验的操作：

下面是装砝码的铝箱，很结实：

铝箱外贴的标签，砝码精度为0.05级：

打开铝箱，砝码分两组，黑色10只，银色6只：

银色砝码侧面的螺丝是调校砝码用的（到专业机构，使用更高一级的标准校核）：


每只银色砝码的量度为0.01MPa：

每只黑色砝码的量度为0.05MPa：

砝码“全家福”照片：

五、仪器使用注意问题
      活塞式压力计的示值公式是：P=（M1+M2+M3）×g/A
      P是被测压力，单位Pa ；M1、M2、M3分别是活塞、托盘和砝码的质量，单位kg；A是活塞承受压力的有效面积，单位m2 ；g是仪器使用地点的重力加速度，单位m/S2。
      可以看出影响测量误差主要有两个因数。一个是测量活塞的有效面积；另一个是标准砝码的质量。由于各地区重力加速度不同，对活塞式压力计的误差影响很大。在不同地区使用活塞式压力计要注意对砝码的质量按使用地点的重力加速度进行修正。由于重力加速度在一个固定地点的值变化量非常小，是非常稳定的。因此，只需在仪器使用地点进行过一次修正，就可以满足在该地点以后的使用需要。这些与天平的性质相同。
      在对严禁与油接触的压力表进行校验时，必须按照规程，彻底清洗油水隔离器，确认水压室无油污后，才能投入使用。
      仪器故障主要有液压系统密封磨损、阀门损坏发生泄漏，隔离器内部膜片老化不能正常工作，拆开检查更换即可。
      定期检查液压油的质量，如果发黑变质、混有硬杂质，应更换，避免活塞及活塞缸的损坏，影响仪器精度。
      由于是标准器具，仪器应定期到国家法定机构进行校准。
结束语：活塞式压力计采用纯机械原理校核，是经典可靠、费用低廉的校表方式。随着技术的进步，一些厂家在此基础上，加上了数显，超范围报警，甚至记录存储、数据分析、打印报表等功能，机器价格更高，维护费用也不低。纯机械的活塞式压力计仍有市场，受到一些企业和大专院校的欢迎。