Поправка на разность высот при калибровке давления: знак и плотность

Определите измеряемую величину и опорные уровни

Два прибора в одной неподвижной жидкостной системе могут испытывать разное давление на разных высотах. Руководство Beamex по калибровке манометров указывает разность высот как источник гидростатической погрешности, особенно для жидкостей.

Обозначим средство сравнения R, проверяемый прибор D. Используйте опорные уровни, заданные изготовителями. Координата z направлена вверх, delta_z = z_D - z_R. Вместе с поправкой сохраняйте это определение: модуль разности высот не задаёт её знак.

Статическая модель с явными ограничениями

Для одной связанной неподвижной среды с практически постоянной плотностью абсолютные давления связаны выражением p_D_abs = p_R_abs - rho_fluid × g × delta_z. Плотность выражена в kg/m³, g — в m/s², высота — в m, давление — в Pa.

Если оба измерения избыточного давления локально отнесены к одной окружающей атмосфере, а плотности среды и воздуха практически постоянны по высоте, то p_D_gauge = p_R_gauge - (rho_fluid - rho_air) × g × delta_z. В приложении A2.2 отчёта EURAMET.M.P-S14 на сайте BIPM приведена модель с разностью плотностей жидкости и воздуха. Направление положительной высоты в отчёте противоположно принятому здесь delta_z.

Это учебные статические модели, а не универсальная методика. Дифференциальные приборы, несколько сред, зависимость плотности от давления и другие опорные схемы требуют отдельного обоснованного рассмотрения. Вклад газового столба нельзя автоматически исключать при любой целевой неопределённости.

Пример: прибор D расположен выше R

Примем избыточное давление в R равным 100 kPa, rho_fluid = 1000 kg/m³, rho_air = 1.2 kg/m³, g = 9.80665 m/s² и delta_z = +0.30 m. Это учебные исходные данные, а не измеренные свойства среды или характеристики WESIVO.

• Положительный модуль высотного вклада: (1000 - 1.2) × 9.80665 × 0.30 = 2938.464606 Pa, примерно 2.938 kPa.
• Если D выше R, избыточное давление в D составляет примерно 97.062 kPa.
• Если D на 0.30 m ниже R, delta_z отрицательна, а давление в D составляет примерно 102.938 kPa.
• При одинаковых опорных уровнях этот идеализированный высотный член равен нулю; другие погрешности и неопределённости остаются.

Значение средства сравнения, приведённое к уровню D, используется для сравнения. Сама высотная поправка не является погрешностью показания проверяемого прибора. Эту погрешность определяют сравнением показания с должным образом исправленным опорным значением, соблюдая выбранную методику и знаки.

Сохраните проверяемый расчёт

Запишите определения обоих опорных уровней, высоту со знаком и единицами, среду и основание для плотности, применимые условия, вид давления, соглашение о знаках, поправку и её вклад в неопределённость. EURAMET cg-17 v4.1 рассматривает неопределённость оценённой высотной поправки. Не заменяйте документированный учёт геометрии необъяснённой установкой нуля.

Используйте плотность, соответствующую среде и условиям измерения. Принятое выше значение не является универсальной плотностью воды или масла. Значимость влияний для фактического диапазона и целевой неопределённости определяет ответственный метролог.

Выбор оборудования — отдельная задача

Страница WESIVO 880 и исходный паспорт подходят для начала запроса конфигурации. Подтвердите заказываемый вид и диапазон давления, опорный уровень, применимое свидетельство и роль прибора. Возможность автоматической высотной поправки здесь не заявлена.

Связанный насос 522U указан как источник давления, а не рекомендован для учебного примера 100 kPa. Расчёт и ссылки на продукты не доказывают пригодность их совместного применения. Для предложения предоставьте реальную схему установки и требования к измерению.