活塞压力计概述(2)
另外，还有一种活塞压力计，在一般校准实验室很少见到，这就是可控间隙活塞压力计，它主要用于高压测量和研究工作。对于可控间隙活塞压力计，活塞组件的有效面积还与控隙压力有关，可控间隙活塞组件的有效面积表示为:
A=Ap[1+(αc+αP)(t-20'C)](1+λP)[1+d(p2-pj)]
其所定义的压力可表示为:
三、活塞压力计发展历史的回顾
进入十九世纪，随着西方工业化的发展，采用液柱测量压力已经不能满足工业的需要，人们自然要寻找高压侧量的途径，这就是活塞压力计。
类似今天活塞压力计的出现，可以追溯到180年以前。十九世纪初，Perkin在研究流体压缩性时，制造了一台活塞压力计，可产生200MPa的压力，活塞为简单结构，砖码通过杠杆加于活塞上。后来，由于蒸汽机的发展，带动了活塞压力计的发展，1833年，Parrot等人制造了一台1OMPa类似结构的活塞压力计。
1846年，法国人Galy-Cazalat介绍了一种设计新颖的活塞压力计，包括两个直径不同的活塞，通过机械方式藕合。压力通过椒胶腆片作用在小活塞上并以力的形式传通给大活塞，大活塞上端为水银柱，由水银柱平衡压力并指示压力，这样可以通过水银柱乘以大、小活塞面积比得到压力。通过改变面积比，可以测量大到100MPa的压力。该活塞压力计就是当今倍压器和分压器的雏形。
1869年，Seyss设计了双f程活墓压力计，两个不同直径的活塞，同轴的安装在一个活塞筒中，大大拓宽了活塞压力计的里程，这就是当今双盘程活塞的祖先。
1880年，Cailleyet设计T 150MPa.精度0.5%的活塞压力计，把活塞间隙加工到5Pm，这在当时是一件了不起的事清. 1894年.StGckrath设计了带有承重盘的活塞， 并且活塞的灵敏度达到了0.04%.1893年，法国人Amagat为T研究气体的压缩系数，设计了一台300MPa的活塞压力计，与众不同的是，Amagat没有在活塞上使用密封材料，也没有使用橡胶膜片，而是在活塞柱体表面的加工和测量上下了一番工夫，从而使活塞可以自由旋转，大大提高了活塞的灵敏度。
1903年，英国NPL研制了差动活塞，原理如[图2]，解决了高压下活塞杆过细带来的活塞杆变形和折断问题。
1912年，Bridgman在研究压力对材料性能的影响时，需要高压，而当时的活塞压力计只能达到300MPa，不能满足研究的需要，为了解决在高压下测压介质通过活塞间隙泄露的问题，Bridgman设计了工作压力大于1300MPa的反压型活塞，最商可达2000MPa，这是最早的反压型活塞。
1953年， 美国NBS(现NIST)设计了可控间隙活塞压力计。
四、活塞压力计的分类
活塞压力计有多种分类方法，可以按照活塞组件的设计结构分类，也可按照介质或测力方式分类。
4.1 按照活塞组件结构分类
按照活塞组件结构，活塞压力计可分为简单活塞、差动活塞、反压型活塞和可控间隙活塞。
4.1.1 简单活塞
压力仅作用在活塞筒的底部和内表面，在间隙内压力的作用下，活塞简自由形变，直径增大，而活塞杆的直径变化远小于活塞筒，活塞间限内流体的中立面半径变大，有效面积增大，压力形变系数可通过理论计算得到。简单活塞，加工工艺简单，活塞灵敏度高，因此得到了广泛的应用。
4.1.2 差动活塞
差动活塞由两套活塞组件通过机械偶合结合起来，压力作用在两个活塞的连接处，活塞的有效面积为两弈活塞面积之差。差动活塞活塞杆较粗，有效面积很小，主要用于高压，解决细活塞杆容易变形和折断的问题。这种活塞加工较为复杂。
4.1.3 反压型活塞
反压型活塞在结构设计或安装结构设计上，可将被侧压力导入活塞筒外表面，用以补偿活塞间隙中压力引起的活塞筒形变。当活塞筒壁较薄或测量压力较高时，可以考虑采用这种结构。如DH公司的5301型油介质活塞压力计即采用这种设计。由于活塞筒外部压力总是大于间隙压力，活塞的有效面积随着压力增大减小，压力形变系效为负值并可通过实验获褥。
4.1.4 可控间隙活塞
可控间隙活塞是在简单活塞的活塞筒外壁施加独立的压力，搜侧活鑫和活塞简之间的间隙的活塞压力计。这种活塞压力计主要用于高压测量和压力计量研究工作中。近年来，随着活塞技术的发展，在高精度低压测量中，也采用了可控间隙技术，如，NIST的PG-27油介质活塞和DHI的PG7607气体活塞。
4.2 按照工作模式分类
按照工作模式，活塞压力计可分为气润滑气介质活塞、油润滑气介质活塞和油介质活塞三种。
4.2.1 气润滑气介质活塞
气润滑气介质活塞测压介质为气体，活塞间隙内的润滑流体为测压气体。由于气体的粘度很小，所以活塞的灵敏度很高，适合做高精度低压力测量。缺点是对测压气体和被检仪表的洁净度和湿度要求很严格，同时做高压测量不易稳定，一般量程不高于7MPa。这种类型的活塞首先由美国CEC公司推出，现在法国DH公司生产的APX5D气润滑气介质活塞不确定度已达到3ppm，并成为取代汞被体压力计的基准在LNE使用。
4.2.2 油润淆气介质活塞
油润滑气介质活塞谈叮压介质为气体，活塞间隙内的润淆流体为液体，工作原理如[图3]:一个可视液面的油杯低部和活塞筒相连。被测压力Pg同时作用在活塞低部和油杯液面上，活塞间隙中的液体压力i=Pg+pgh，这个压力总是比测量压力Pg高出一个液柱差。由于压差不大且活塞间隙很小，进入系统的液体徽乎其微，并且可分离到收集器，定期排除。由于采用液体润滑，活塞间隙被液体密封而没有泄漏，因此，可做高压禁油压力仪衰的检定，最高压力可达150MPa，典型产品有法国DH公司的5200型气体活塞压力计。
