轉(zhuǎn)子流量計示值誤差測量值的不確定度評定
本文介紹了轉(zhuǎn)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(jù)
JJG257-1994《轉(zhuǎn)子流量計檢定規(guī)程》。
1.2 測量標(biāo)準(zhǔn)
罩子式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。
1.3 被測對象
氣體轉(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)裝置對轉(zhuǎn)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(jīng)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(nèi)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(tài)下的實際流量;
式中:pN, ps, ps—分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下、裝置內(nèi)和流量計前的氣體壓力;
Ts, Tm—分別為裝置內(nèi)和流量計前的氣體熱力學(xué)溫度;
TN—為20℃標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體熱力學(xué)溫度, T=293.15K。
流量計誤差用引用誤差表示:
2 測量模型
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(tài)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(biāo)準(zhǔn)不確定度評定
2.1 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (qvm) 的評定
輸入量qvm的不確定度主要是由對轉(zhuǎn)子流量計進行重復(fù)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(fù)性測量, 得到數(shù)據(jù)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(biāo)準(zhǔn)差為:
實際測量時, 在重復(fù)性條件下連續(xù)測量3次, 以3次測量算術(shù)平均值為測量結(jié)果, 因此
2.2 輸入量qvs引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (qvs) 的評定
輸入量qvs不確定度主要由流量標(biāo)準(zhǔn)裝置 (鐘罩) 、計時器的不確定度以及大氣壓、鐘罩內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)裝置 (鐘罩) 引入的不確定度u (V) 的評定
鐘罩標(biāo)準(zhǔn)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(shù)要求, k=2, 則標(biāo)準(zhǔn)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, 則計時器引入的不確定度:
(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, 則測量大氣壓力計引入的不確定度:
(4) 測量鐘罩內(nèi)氣體壓力рs引入的不確定度u (ps) 的評定
鐘罩內(nèi)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(shù)要求, 矩形分布, 則其引入的不確定度:
(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(shù)要求, 矩形分布, 則其引入的不確定度:
(6) 測量鐘罩內(nèi)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%矩形分布則:
(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(shù)要求, 矩形分布, 則:
(8) 輸入量qvs引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (qvs) 的計算
輸入量qvs的各影響量均不相關(guān), p是各影響量的指數(shù), 分別為:
測量點為0.8m/h:則輸入量qvs引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:qvs=0.72%×0.8m/h=0.576×10m/h
2.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
(1) 靈敏系數(shù)
(2) 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表 (見表1)
表1 下載原表
(3) 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
2.4 擴展不確定度的評定
取k=2, 則擴展不確定度
2.6 測量不確定度報告
氣體轉(zhuǎn)子流量計在0.8m/h流量點示值誤差測量結(jié)果的開展不確定度為:Uyel=0.9%, k=2。