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轉子流量計示值誤差測量值的不確定度評定


文章日期:2018-04-21|閱讀數:


摘    要:

本文介紹了轉子流量計測量值不確定度的分析計算, 給出檢測值的相對擴展不確定度。

1 概述

1.1 測量依據

JJG257-1994《轉子流量計檢定規程》。

1.2 測量標準

罩子式氣體流量標準裝置。

1.3 被測對象

氣體轉子流量計, 測量范圍 (0.16~1.6) m/h, 2.5級。

1.4 測量方法

利用鐘罩式氣體流量標準裝置對轉子流量計進行測量。有兩種方法分別為排氣法和進氣法, 我們采用的排氣法。氣體從裝置中經過流量計排出, 測量排出氣體的體積、排出的時間以及裝置內和流量計前面的氣體壓力和溫度, 計算出流量計在刻度狀態下的實際流量;

 

計算公式

 

式中:pN, ps, ps—分別為標準狀態下、裝置內和流量計前的氣體壓力;

Ts, Tm—分別為裝置內和流量計前的氣體熱力學溫度;

TN—為20℃標準狀態下氣體熱力學溫度, T=293.15K。

流量計誤差用引用誤差表示:

 

計算公式

 

2 測量模型

 

計算公式

 

式中:E—示值誤差, %;

qvm—流量計的刻度流量, m/h;

qvs—流量計在刻度狀態下的實際流量, m/h;

qvmax—流量計的上刻度流量, m/h。

三各輸入量的標準不確定度評定

2.1 輸入量的標準不確定度u (qvm) 的評定

輸入量qvm的不確定度主要是由對轉子流量計進行重復性測量引入的, 采用A類方法進行評定。在0.8m/h (50%***大流量) 點處做10次重復性測量, 得到數據列 (m/h) :0.81, 0.82, 0.81, 0.81, 0.82, 0.81, 0.81, 0.81, 0.80, 0.80。

則其單次實驗標準差為:

 

計算公式

 

實際測量時, 在重復性條件下連續測量3次, 以3次測量算術平均值為測量結果, 因此

 

計算公式

 

2.2 輸入量qvs引入的標準不確定度u (qvs) 的評定

輸入量qvs不確定度主要由流量標準裝置 (鐘罩) 、計時器的不確定度以及大氣壓、鐘罩內壓力溫度、流量計表前壓力、流量計前溫度的測量引入的 (B類) 。

(1) 流量標準裝置 (鐘罩) 引入的不確定度u (V) 的評定

鐘罩標準裝置由上一級檢測部門檢定, 檢定證書給出其符合0.5級技術要求, k=2, 則標準裝置引入的不確定度:ui (V) =2=0.25%。

(2) 計時器引入的不確定度u (t) 的評定

計時器采用電子秒表, 其檢定證書給出***大允許誤差為±0.02%矩形分布計算公式, 則計時器引入的不確定度:

 

計算公式

 

(3) 測量大氣壓力pN引入不確定度u (pN) 的評定。

大氣壓力是利用大氣壓力計進行測量的, 大氣壓力計由上級檢定部門檢定符合0.05級, 矩形分布計算公式, 則測量大氣壓力計引入的不確定度:

 

計算公式

 

(4) 測量鐘罩內氣體壓力рs引入的不確定度u (ps) 的評定

鐘罩內氣體壓力測量采用U形管壓力計, 檢定證書給出符合1.0級技術要求, 矩形分布計算公式, 則其引入的不確定度:

 

計算公式

 

(5) 測量流量計表前壓力pm引入不確定度u (pm) 的評定

pm的測量采用的是U形管壓力計測量其符合1.0級技術要求, 矩形分布計算公式, 則其引入的不確定度:

 

計算公式

 

(6) 測量鐘罩內溫度TS引入的不確定度u (TS) 的評定

TS采用二等水銀溫度計進行測量, 上級檢定證書給出Us=0.17%矩形分布計算公式則:

 

計算公式

 

(7) 測量流量計前溫度Tm引入的不確定度u (Tm) 的評定

Tm采用溫度傳感器進行測量, 上級檢定證書給出其符合0.5級技術要求, 矩形分布計算公式, 則:

 

計算公式

 

(8) 輸入量qvs引入的標準不確定度u (qvs) 的計算

輸入量qvs的各影響量均不相關, p是各影響量的指數, 分別為:

 

計算公式

 

計算公式

 

測量點為0.8m/h:則輸入量qvs引入的標準不確定度為:qvs=0.72%×0.8m/h=0.576×10m/h

2.3 合成標準不確定度

(1) 靈敏系數

 

計算公式

 

(2) 標準不確定度一覽表 (見表1)

表1    下載原表

表1

(3) 合成標準不確定度

 

計算公式

 

2.4 擴展不確定度的評定

取k=2, 則擴展不確定度

 

計算公式

 

2.6 測量不確定度報告

氣體轉子流量計在0.8m/h流量點示值誤差測量結果的開展不確定度為:Uyel=0.9%, k=2。



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