旋進(jìn)旋渦流量計(jì)示值誤差測(cè)量不確定度評(píng)定
旋進(jìn)旋渦流量計(jì)采用旋渦進(jìn)動(dòng)頻率與流量相關(guān)的工作原理。旋渦進(jìn)動(dòng)頻率與流量大小成正比。本文采用MCM法對(duì)旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的測(cè)量不確定度進(jìn)行評(píng)定。
1 測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)述
1.1 測(cè)量依據(jù):
JJG 1121-2015《旋進(jìn)旋渦流量計(jì)》檢定規(guī)程。
1.2 測(cè)量環(huán)境條件:
溫度: (5~40) ℃;相對(duì)濕度:不超過(guò)93%;大氣壓力: (86~106) k Pa。
1.3 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn):
2000L鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。
1.4 被測(cè)對(duì)象:
旋進(jìn)旋渦流量計(jì), 1.5級(jí), DN40 (mm) , 流量范圍: (7~70) m3/h。
1.5 測(cè)量方法:
2000L鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置是以空氣為介質(zhì), 以罩內(nèi)有效容積為標(biāo)準(zhǔn)容量的計(jì)量?jī)x器。當(dāng)鐘罩下降時(shí), 鐘罩內(nèi)氣體經(jīng)試驗(yàn)管道排出, 排往被測(cè)流量計(jì)。以鐘罩內(nèi)排出的氣體容量值比較被測(cè)流量計(jì)的累計(jì)流量顯示值, 從而計(jì)算出被測(cè)流量計(jì)的誤差。標(biāo)準(zhǔn)裝置應(yīng)符合JJG 165-2005《鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置》的要求。根據(jù)JJG 1121-2015《旋進(jìn)旋渦流量計(jì)》檢定規(guī)程, 氣體旋進(jìn)旋渦流量計(jì)準(zhǔn)確度等級(jí)是用基本誤差來(lái)表示的, 所以基本誤差是其主要技術(shù)指標(biāo)。
2 測(cè)量模型
流量計(jì)各次測(cè)量基本誤差計(jì)算按式 (1) 計(jì)算。
式中:Ei—第i次測(cè)量流量計(jì)工況累積體積流量相對(duì)示值誤差, %;
Qi—第i次測(cè)量流量計(jì)工況累積體積流量, m3;
(Qs) i—第i次測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)裝置給出工況累積體積流量換算到被測(cè)流量計(jì)工況累計(jì)體積流量, m3。
氣體流量計(jì), (Qs) i按下式計(jì)算
式中:Ts, Tm—第i次測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)裝置工況和流量計(jì)工況氣體溫度, K;
ps, pm—第i次測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)裝置工況和流量計(jì)工況壓力, Pa;
(Vs) i—第i次測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)裝置工況累積流量, m3;
zs, zm—第i次測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)裝置工況和流量計(jì)工況氣體壓縮因子。
注:標(biāo)準(zhǔn)裝置與流量計(jì)間的壓差小于1個(gè)大氣壓時(shí), 可認(rèn)為zs=zm。
Qi按式 (3) 計(jì)算。
式中:K—流量計(jì)的K系數(shù);
Ni—第i次測(cè)量流量計(jì)輸出的脈沖數(shù)。
3 各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定
3.1 輸入量Qi的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (Qi) 的評(píng)定
輸入量Qi的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來(lái)源主要是流量計(jì)重復(fù)性測(cè)量引入的不確定度。
(1) 重復(fù)性測(cè)量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (Qi) 的評(píng)定
u (Qi) 可通過(guò)在某量點(diǎn)上, 重復(fù)性條件下重復(fù)測(cè)量得到, 采用A類方法進(jìn)行評(píng)定。在qmax=70 m3/h流量點(diǎn)上進(jìn)行10次連續(xù)測(cè)量, 得到被測(cè)流量計(jì)的測(cè)量值如表1:
表1 下載原表
其單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為:
用同量計(jì)分別在qmin=7 m3/h, qt=14 m3/h, 0.5qmax=35 m3/h流量點(diǎn)上進(jìn)行重復(fù)性條件下的連續(xù)10次測(cè)量, 共得到4組測(cè)量值。每組測(cè)量列分別按上述方法計(jì)算, 得到單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差如表2所示。
表2 下載原表
合并樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差:
實(shí)際情況是在重復(fù)性條件下連續(xù)測(cè)量3次, 以3次測(cè)量的平均值為測(cè)量結(jié)果, 則其平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差, 即標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
(2) 輸入量Qi帶來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (Qi) 的計(jì)算
3.2 輸入量 (Qs) i的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (Qs) i的評(píng)定
由2000L鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的檢定證書(shū)得到, 其擴(kuò)展不確定度Ur=0.2%, k=2, 則 (Qs) i的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
4 各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總及計(jì)算表
表3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表
5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
6 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定
7 測(cè)量不確定度的報(bào)告
該旋進(jìn)旋渦流量計(jì)在qmax=70 m3/h流量點(diǎn)示值誤差測(cè)量結(jié)果擴(kuò)展不確定度為:
