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气体浮子流量计不确定度评定与分析

时间:2018/12/19来源:未知

摘要:文章采用钟罩法, 用规程推荐的钟罩式气体流量装置做主标准器, 对被检浮子流量计检测, 并充分考虑各种因素可能带来的不确定度的分量, 计算合成不确定度, 从而得到浮子流量计的不确定度。

1、概述:

采用钟罩法, 可用钟罩式气体流量计来充当主标准器, 从钟罩内排出的气体, 流经被检流量计, 并对钟罩内排出的气体体积量和同步时间进行详细记录, 计算出标准流速与被检流量计所指示的流速, 两流速量作对比, 计算得到浮子流量计的基本误差。实验时环境条件温度为 (20±5) ℃, 湿度为40%~70%, 依据JJG 257-2007《浮子流量计》检定规程[1]

2、相关数学模型及不确定度:

对环境温度进行详细检定, 待环境温度在18~20℃之间时, 再进行操作。参照基本误差定义, 对于被检流量计的实际误差情况, 可依据下式来进行详细计算:

计算公式

 

其中:qVS代表流量计的具体刻度流量值;qN代表流量计的实际流量;qmax代表流量计能完成的上限刻度流量情况。

计算公式

 

3、不确定度的分量来源以及评定:

3.1、钟罩式气体流量标准装置对气体浮子流量计示值误差进行检定的A类不确定度ur的具体评定:

将被检浮子流量计在符合检定规程要求的条件下, 在上限流量为刻度流量的流量点按照检定规程要求进行10次示值误差重复性测量, 得到测量结果:0.35%、0.33%、0.41%、0.42%、0.39%、0.30%、0.38%、0.38%、0.35%、0.32%。进一步把实验标准偏差求出来, 得Sp=0.04%, 也就是ur=0.04%[2]。

3.2 钟罩式气体流量标准装置对气体浮子流量计示值误差进行检定的B类不确定度uc的实际评定。

1) 流量计的刻度流量qvs引入的不确定度u (qvs) 评定。对流量计的刻度流量qvs实际引入的不确定度, 其主要来源于浮子流量计的实际分辨力情况, 当浮子流量计分辨力为0.01L/min, 读数时估读到0.005L/min, 量程为1L/min, 则0.005L/1L×100%=0.5%, 基于均匀分布考虑, 则流量计的刻度流量qvs引入的不确定度u (qvs) 为:

计算公式

 

2) 流量计在刻度下的实际流量qN引入的不确定度u (qN) 评定。建立数学模型:

计算公式

 

钟罩式气体流量标准装置排出的气体体积V引入的不确定度u (v) 为:

江苏华云流量计厂

 

钟罩式气体流量标准装置排出的气体时间t引入的不确定度u (t) 为:根据上级证书查得, 机械秒表在1h测量点最大允许误差为0.01秒, 则在1h测量点最大允许误差为0.01s/3600s=2.8×10-6, 按均匀分布考虑, 则钟罩式气体流量标准装置排出的气体时间t引入的不确定u (V) 为:

计算公式

 

所以流量计在刻度状态下实际流量qN引入的不确定度为:

计算公式

 

B类不确定度uc为:

计算公式

 

4、标准不确定度情况:

常见的标准不确定度主要涉及的分量情况如表1所示。

表1 标准不确定度主要涉及的几个分量表

表1 标准不确定度主要涉及的几个分量表

5、合成标准不确定度u的评定:

由于各标准不确定度分量无关, 合成标准不确定度u为:

计算公式

 

6、扩展不确定度的准确确定:

在实际评定测量结果的扩展不确定度时, 可取k=2。气体容积式流量计示值误差实际测量结果扩展不确定度为:

计算公式

 

7、结束语:

检定过程中, 各种因素的改变都会影响检定结果的准确性, 通过对各种因素所引起的不确定度的分量的分析, 熟知其运算过程, 有助于更好地验证浮子流量计的不确定度。


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