活塞式壓力計量是根據(jù)帕斯卡定律及流體靜力學(xué)平衡原理，由作用在已知活塞有效面積上的專用砝碼來測量壓力的一種儀器。由于較其它壓力測量儀器性能穩(wěn)定，國際上常將其作為國家基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)，以保證量值傳遞的準(zhǔn)確一致。在科研、生產(chǎn)上人們還常用活塞式壓力計來作為高精度的壓力測試儀器。
現(xiàn)在國外發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)的活塞式壓力計大多數(shù)進(jìn)行了升級換代，但技術(shù)性能還是有好有差，其中也有一些老牌知名廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品技術(shù)性能確實很好。反觀國內(nèi)制造水平二極化，只有極個別的生產(chǎn)廠的產(chǎn)品技術(shù)性能達(dá)到國際先進(jìn)水平，完全可以與國外知名制造商媲美。但大多數(shù)生產(chǎn)廠的產(chǎn)品還是幾十年前的不變的面孔，其技術(shù)水平仍是上世紀(jì)50年代的水平。
之所以稱50年代水平，因為50年代我國從國外引進(jìn)了一批活塞式壓力計，國內(nèi)進(jìn)行了仿造，至今幾十年不變。這種活塞式壓力計有結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，有采用材料問題，也有加工工藝問題等。在結(jié)構(gòu)上，如壓力計的主要部件測量頭（活塞系統(tǒng)），專用砝碼是通過滾珠軸承裝置或滑動軸承裝置加在活塞上的，這類結(jié)構(gòu)形式的裝置在使用時有一個垂直的附加力，其中軸承裝置還有活塞跳動現(xiàn)象。專用砝碼重心偏高，壓力計轉(zhuǎn)動不平衡，綜上原因都將造成示值的不準(zhǔn)確。另外，調(diào)壓器、閥門、接頭結(jié)構(gòu)設(shè)計落后，所以造壓困難，密封性差。在選用材料方面，此類壓力計采用工具鋼作為活塞和活塞筒的材料，這種材料變形系數(shù)大，受溫度影響的線膨脹系數(shù)也大，造成形變誤差及溫度附加誤差很大，并且耐磨性差，使用壽命短。另外，高壓力的壓力計采用粘度為（900-1100）mm
2/s的藥用蓖麻油作為工作介質(zhì)，由于粘度大，壓力計的靈敏度大大降低。在加工工藝方面也比較粗糙。綜上所述，此類活塞式壓力計已經(jīng)在技術(shù)性能方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展。
可喜的是，近年來，國內(nèi)一些知名壓力專家，經(jīng)過多年的潛心研究，汲取國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗，博眾家之長，開發(fā)研制了多系列的，結(jié)構(gòu)全新、技術(shù)性能達(dá)到國際先進(jìn)水平的高精度活塞式壓力計。這些壓力計已經(jīng)在上海市計量測試技術(shù)研究院等許多計量技術(shù)機(jī)構(gòu)、企事業(yè)單位作為壓力計量標(biāo)準(zhǔn)使用，并得了了專業(yè)技術(shù)人員的一致好評。如上海敏榆實業(yè)有限公司最近將0.005級,量程分別為0.1～6MPa、1～100MPa、2～150MPa三臺活塞式壓力計送中國計量測試技術(shù)研究院作樣機(jī)試驗，結(jié)果十分理想。現(xiàn)舉1～100MPa壓力計為例，測試結(jié)果如下：
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測試項目 |
測試壓力（MPa） |
國家規(guī)程規(guī)定值 |
實測值 |
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活塞下降速度 |
100 |
不大于0.35mm/min |
0.02mm/min |
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密封性 |
200 |
5min內(nèi)壓力降
≤3MPa |
≤0.4MPa |
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活塞自由轉(zhuǎn)動延時 |
50 |
15min |
3h40min |
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靈敏閾 |
10 |
2g |
0.05g |
上述試驗結(jié)果表明其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于國家檢定規(guī)定規(guī)程要求，已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平，得到了中國計量科學(xué)研究院的好評。
活塞式壓力計性能的改進(jìn)和提高，主要從下列七個方面著手：
一、 測量頭（活塞系統(tǒng)）與眾不同，壓力計加砝碼不用滾珠軸承或滑動軸承裝置，而直接將砝碼加在活塞上，避免了上述兩種結(jié)構(gòu)的缺點，另外，砝碼的重心在活塞底平面處，因此轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，準(zhǔn)確度高。
二、 用1800旋轉(zhuǎn)閥門，用力恒定，密封可靠，壽命長，調(diào)壓器接頭結(jié)構(gòu)改進(jìn)后不僅密封效果好而且使用方便。
三、 活塞、活塞筒采用硬質(zhì)合金碳化鎢制造，形變誤差和溫度附加誤差極小，且耐磨性好，從而使用壽命長。
四、 在加工上采用獨特的加工工藝，保證了活塞、活塞筒精度要求。經(jīng)過上海市計量測試技術(shù)研究院實測活塞圓度誤差為0.1μm，活塞與活塞筒之間的間隙用下降法實測為0.5μm，從而降低了活塞下降速度，延長了活塞轉(zhuǎn)動延續(xù)時間。
五、 高壓力活塞壓力計的工作介質(zhì)采用國際比對指定的葵二酸二（乙基已基）酯，其粘度在20℃時為（20-25）mm/s，比藥用蓖麻油小50倍，從而使活塞壓力計的靈敏閾大大提高。
六、 活塞工作位置用位移傳感器監(jiān)視，讀數(shù)準(zhǔn)確，觀察方便。
七、 0.005級壓力計附有溫度計，直接測量活塞溫度、可作溫度修正。
八、 從上述成功之例，看到我國壓力計量技術(shù)在不斷發(fā)展，我們堅信只要大膽創(chuàng)新，勇于探索，我們國家計量（基）標(biāo)準(zhǔn)的更新?lián)Q代一定會取得更大的成績。
