За продолжительность свободного вращения поршня принимают интервал времени от момента, соответствующего начальной частоте его вращения, равной (120± 10) об/мин, до полной остановки поршня. Начальную частоту вращения поршня определяют подсчетом числа оборотов за 10 с. Для удобства подсчета между грузами следует положить полоску бумаги.
Продолжительность свободного вращения поршня, приведенная к температуре 20°С, должна быть не менее значений, указанных в ГОСТ 8291—69.
Если температура манометра в момент измерений отличается от 20°С, то значение продолжительности вращения необходимо привести к температуре 20°С пересчетом по формуле
t20 = t—, (1)
Чао
где Т2о — приведенное значение продолжительности вращения, с; т—подсчитанное значение продолжительности вращения, с; т) — значение динамической вязкости рабочей жидкости при измерении, Па-с;
т]2о — значение динамической вязкости рабочей жидкости при температуре 20°С, Па-с.
Скорость опускания поршня определяют при нагрузке, соответствующей верхнему пределу измерений поверяемого манометра. При этом запорный вентиль должен быть перекрыт, а частота вращения поршня с грузами должна быть не менее 30 об/мин.
Для определения скорости опускания поршня измеряют расстояние, на которое переместился поршень за некоторый промежуток времени. Расстояние измеряют микроскопом или индикатором, интервал времени опускания поршня отсчитывают по секундомеру.
Скорость опускания поршня, приведенная К температуре 20°С, должна быть не более значений, указанных в ГОСТ 8291—69.
Если температура в момент измерений отличается от 20°С, то значение скорости опускания необходимо привести к температуре 20°С, пересчитав по формуле
f 2о = ■» = , (2)
420
где у2о — приведенное значение скорости опускания, мм/мин;
V — подсчитанное значение скорости опускания, мм/мин.
Приведенную площадь поршня определяют методом сличения поверяемого манометра с образцовым манометром (рабочим эталоном). При этом проводят гидростатическое уравновешивание поршней одним из способов, приведенных ниже.
Прямое (без предварительного уравновешивания) уравновешивание масс поршней с грузоприемным устройством и помещенных на них грузов. Поршни поверяемого и образцового манометров необходимо установить так, чтобы в момент их равновесия нижние торцы поршней располагались в одной горизонтальной плоскости. В противном случае необходимо определить расстояние по вертикали между нижними торцами поршней и внести поправку на значение массы столба жидкости. Взаимное положение поршней должно быть определено с погрешностью не более 1 мм.
Уравновешивание масс грузов, помещенных на поршни поверяемого и образцового манометров, при условии предварительного уравновешивания поршней.
Двойное уравновешивание масс грузов с переменой их мест при условии предварительного уравновешивания поршней. Этот способ применим при равенстве номинальных значений приведенной площади поршней поверяемого и образцового манометров.
При условии предварительного уравновешивания нет необходимости торцы поршней располагать в одной горизонтальной плоскости.
При определении приведенной площади поршня должны быть выполнены следующие требования.
Поршни образцового (рабочего эталона) и поверяемого манометров должны быть установлены в положение, указанное в табл. 2.
Взаимное положение поршней следует контролировать во время их равновесия устройством для наблюдения за положением равновесия поршней с погрешностью, не превышающей чувствительность отсчетного устройства образцового манометра по ГОСТ 8291—69 и рабочего эталона.
Измерения следует проводить при давлениях, возрастающих до верхнего предела измерений образцового манометра (рабочего эталона). Число точек и их распределение по диапазону измерений дол^цф соответствовать указанному в табл. 4.
Погрешность определения действительных значений масс поршня с грузоприемным устройством и грузов в зависимости от способа уравновешивания поршней и класса точности поверяемого манометра при определении приведенной площади поршня не должны превышать значений, указанных в табл. 5.
Т
Класс точности поверяе- мого мано- метра
Число
точек,
не менее
0,02
0,05 и 0,2
Номинальное давление под поршнем в% от верхнего предела
измерений образцового манометра (рабочего эталона)
10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90; 100
20; 40; 60; 80; 100
Примечания:
В случае предварительного уравновешивания поршней допускаются отклонения от значений номинальных давлений, указанных в табл. 4. При этом допускается сужение диапазона измерений.
При определении метрологических характеристик по пп. 3.3.3 и 3.3.4 не допускается:
снимать грузы с манометров, верхние пределы измерений которых превышают 0,6 МПа, когда поршень находится в крайнем верхнем положении;
открывать вентиль устройства для создания давления, предназначенный для отключения поверяемого манометра, если давление в прессовой части превышает сумму значений давлений грузов, находящихся на грузоприемном устройстве.
Таблица 5
Способ уравновешивания |
Погрешность, %, для манометра класса точности |
|||
0,02 |
0,05 |
0,2 |
||
Прямое уравновешивание—без предварительного уравновешивания |
0,001 |
0,002 |
0,01 |
|
С предварительным* уравновешиванием |
||||
С двойным уравновешиванием* |
0,005 |
0,01 |
0,05 |
* Массу поршня с грузоприемным устройством не учитывают.
При отклонении действительных значений массы грузов от номинальных значений, не превышающем погрешности определения массы, указанной в табл. 5, в протокол поверки записывают их номинальную массу. В противном случае учитывают действительное значение массы грузов.
Для уравновешивания поршней на грузоприемные устройства поверяемого и образцового манометровДфабочего эталона) помещают грузы соответствующей массы, ^Необходимой длясоздания номинального давления, в соответствии со значениями, приведенными в табл. 4. При помощи устройства для создания давления поршни устанавливают в положение, указанное в табл. 2 и контролируемое в соответствии с п. 3.3.4.1.2, затем приводят их во вращение с частотой не менее 30 об/мин. Если при этом равновесие поршней отсутствует, то поднимающийся поршень дополнительно нагружают гирями общего назначения до достижения равновесия.
Равновесие считают достигнутым, если не наблюдается изменения положения поршней относительно друг друга, т. е. скорость их опускания одинакова.
При определении приведенной площади поршня без предварительного уравновешивания отношение масс Ai при каждом отдельном уравновешивании поршней с учетом массы столба жидкости под поршнем образцового манометра (рабочего эталона) определяют по формулам:
д (™noB~F «ПОВ г;) Яі (З
Рж НОМ
и с учетом массы столба жидкости под поршнем поверяемого манометра
jy ^ПОвН* Рж (^пов НОМ ’ ^“b^nOBPj)
т-э + тэ г.
где тэ и тпов — действительная масса поршня с грузоприемным устройством образцового (рабочего эталона) ■ манометра и поверяемого манометра, кг;
/77ЭГі и от,10В г.—-действительная масса грузов и гирь при і-м уравновешивании, нагружаемых на образцовый манометр (рабочий эталон) и поверяемый манометр, кг;
Еоном и Еповном —номинальное значение приведенной площади поршня образцового манометра (рабочего эталона) и поверяемого манометра, м2;
h — расстояние между нижними торцами поршней образцового манометра (рабочего эталона) и поверяемого манометра, м; /г>0, если нижний торец поршня образцового манометра (рабочего эталона) ниже торца поршня поверяемого манометра;
— плотность рабочей жидкости, кг/м3;
Л Я’
qi — поправочный коэффициент, учитывающий влияние температуры и деформации на показания манометров, определяемый по формуле
<h = 1 + («1. + % ) К - 20 °С) - (а, пов + а2 пов) (Zn0B. - 20 °С) + + (₽Э — Рпов) Pi, (5)
где а1э и а2э — температурные коэффициенты линейного расширения материалов цилиндра и поршня образцового манометра (рабочего эталона), °С-1;
а1ПОви а2ПОв ~то же> поверяемого манометра, °С-1;
tnoBt и t3— температура поверяемого манометра и образцового манометра (рабочего эталона) при і-м уравновешивании, °С;
Pi — номинальное давление при і-м уравновешивании;
₽э и рпов — коэффициенты деформации поршня и цилиндра от давления образцового манометра (рабочего эталона) и поверяемого манометра, Па-1.
Коэффициент деформации р вычисляют по формуле
2Ei |_ Е №—г» /] '
где Е и — модули упругости материалов цилиндра и поршня (модуль Юнга), Па;
ц и ці — коэффициенты поперечного сжатия материала цилиндра и поршня (коэффициент Пуассона);
R — внешний радиус цилиндра, м;
г — внутренний радиус цилиндра, принимаемый равным радиусу поршня, м.
Для манометров со стальными цилиндрами эта формула принимает вид
1 / г2
₽= [2 р-| ). (7)
Е /-а/ V1
Поправочным коэффициентом qt пренебрегают, если его значение не превышает 10% предела допускаемой погрешности поверяемого манометра.
По результатам значений определяют среднее отношение масс с учетом массы столба жидкости под поршнем образцового манометра (рабочего эталона) по формуле
п
Л ^пов г J 41
. (8)
Л (тЭ Рж Еэном Л+тЭГ/) ...а с учетом массы столба жидкости под поршнем поверяемого манометра по формуле
У, (ОТПОВ 4" ?ж^ПОВ НОМ *1" ОТПОВ ГР Чі
А = , (9)
п
(т3+ тЭГ{)
i=l
где п — число поверяемых точек.
При определении приведенной площади поршня по способу с предварительным уравновешиванием перед началом измерений проводят предварительное уравновешивание поршней образцового и поверяемого манометров путем помещения тариро- воНных грузов, которые затем не снимают с грузоприемных устройств. Суммарные массы поршней с грузоприемными устройствами и грузов, помещенных при предварительном уравновешивании, при определении приведенной площади поршня не измеряют и не учитывают.
Дальнейший порядок измерения такой же, как и при способе без предварительного уравновешивания.
Отношение масс А{ при каждом отдельном уравновешивании поршней по этому способу определяют по формуле а среднее отношение масс А — по формуле
S ОТпов rj Фі
А = . (il>
1=1
В случае, когда номинальные значения приведенных площадей образцового и поверяемого • манометров одинаковые, приведенную площадь поршня определяют по способу с двойным уравновешиванием. При этом проводят предварительное уравновешивание поршней образцового и поверяемого манометров по п. 3.3.4.3. Затем проводят по два уравновешивания поршней при каждом номинальном давлении, значения которого приведены в табл. 4. Двойное уравновешивание проводят’ в следующем порядке. На грузоприемные устройства поверяемого и образцового (рабочего эталона) манометров помещают грузы, необходимые для» создания номинального давления, значения которого приведены в табл. 4, и проводят уравновешивание, первое для данного давления. В случае нарушения равновесия на одно из грузоприемных устройств накладывают дополнительные гири. После достижения равновесия дополнительные гири снимают, а грузы, помещенные на грузоприемные устройства после предварительного уравновешивания, меняют местами, т. е. грузами с поверяемого манометра нагружают образцовый и, наоборот, после чего проводят второе уравновешивание при данном номинальном давлении.
Отношение масс Лг- для каждого номинального значения давления определяют по формуле
д _<2 ,»номг + + ^) 4і • (12
2 WIhOM; -f- "4" C2j ’
где tn номt —номинальное значение массы грузов, помещенных при 1-м уравновешивании на каждый манометр, кг;
bit и — масса дополнительных гирь, помещенных на поверяемый манометр при 1 и 2-м уравновешиваниях для каждого значения номинального давления, кг;
и с2; — то же, для образцового манометра (рабочего эталона), кг. _
Среднее отношение масс А определяют по формуле
2 (2 zraH0MfН-І’і; +^2р Яі
А = — . (13)
п
[(2 «НОМг+ С1г+ С2;) г=1
Приведенную площадь поршня поверяемого манометра F определяют по формуле
F=F3-A, (14)