一、測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)述

1.測(cè)量依據(jù)

jjg198- 1994《速度式流量計(jì)》檢定規(guī)程。

2.測(cè)量環(huán)境條件

大氣溫度一般為5℃~35℃; 大氣相對(duì)濕度一般為45%~85%; 大氣壓力一般為(86~106)kpa。

3.測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置, 型號(hào)qlj- i; 測(cè)量范圍為dn50~dn300; 不確定度為0.50%, k=2。

4.被測(cè)對(duì)象

應(yīng)力式渦街流量傳感器(流量計(jì)); dn=80mm。流量范圍為(105.68~674.23)m3/h; 類(lèi)型: a類(lèi)。

5.測(cè)量方法

將被檢表用夾表器裝夾在對(duì)應(yīng)的管線上, 使氣體流經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)和被檢流量計(jì), 在檢定過(guò)程中, 通過(guò)同步采集到的相應(yīng)量值, 進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng), 利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理, 并直接輸出被檢流量計(jì)的平均儀表系數(shù)k和相對(duì)誤差el及重復(fù)性s(er)。

6.評(píng)定結(jié)果的使用

符合上述條件的測(cè)量結(jié)果, 一般可直接使用本不確定度的評(píng)定方法。

二、數(shù)學(xué)模型

由于本裝置采用計(jì)算機(jī)一體化, 因此, 數(shù)學(xué)模型可簡(jiǎn)化為

k=kl

式 中 : k———被 檢 流 量 計(jì) 的 儀 表 系 數(shù) , (m3)-1;kl———用自動(dòng)化的標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)量被檢流量計(jì)所得的儀表系數(shù), (m3)-1。

三、各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

輸入量kl的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來(lái)源主要有兩個(gè)方面: (1)標(biāo)準(zhǔn)裝置引入的不確定度ur(e1), 采用b類(lèi)評(píng)定。(2)在重復(fù)性條件下, 由被檢流量計(jì)測(cè)量不重復(fù)(分散性)引入的不確定度ur(er),采用a類(lèi)評(píng)定。

1.由輸入量kl引入的不確定度ur(er)

該不確定度主要是由于被檢流量計(jì)的測(cè)量不重復(fù)引起的, 可通過(guò)在重復(fù)性條件下重復(fù)測(cè)量給出。選用1臺(tái)口徑為dn80、型號(hào)lugb- 2408、脈沖輸出的應(yīng)力式渦街流量傳感器。該流量計(jì)平均儀表系數(shù)k, 在重復(fù)性條件下連續(xù)測(cè)量9次(n=9), 測(cè)量結(jié)果如表1所示。單次測(cè)量的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差使用貝塞爾公式計(jì)算:

流量測(cè)量中, 通常采用相對(duì)值表達(dá)測(cè)量結(jié)果, 因此也以相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差的方法來(lái)表達(dá)。

自由度ν1=n- 1=8

2.由輸入量kl引入的不確定度ur(e1)

該不確定度主要是標(biāo)準(zhǔn)裝置所引起的。自動(dòng)化裝置運(yùn)算過(guò)程的數(shù)學(xué)表達(dá)如下:

(1)流量計(jì)算公式

對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)表法檢定氣體流量時(shí)

vij=vs·c

式中: vij———第i檢定點(diǎn)第j次檢定時(shí)測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)器處流體實(shí)際體積, m3或l; vs———第i檢定點(diǎn)第j次檢定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)器讀出體積, m3或l; c———第i檢定點(diǎn)第j次檢定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的修正系數(shù)。該修正系數(shù)按標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的使用要求確定。

(2)流量計(jì)每個(gè)檢定點(diǎn)每次檢定的儀表系數(shù)kij

式中: kij———第i檢定點(diǎn)第j次檢定的系數(shù), (m3)-1或l-1; nij———第i檢定點(diǎn)第j次檢定時(shí)流量計(jì)顯示儀表測(cè)得的脈沖數(shù); pa———檢定時(shí)的大氣壓力, pa; (ps)ij、pij———第i檢定點(diǎn)第j次檢定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)器處和流量計(jì)處的流體表壓力, pa。對(duì)于開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)器, ps=0; (ts)ij、tij———第i檢定點(diǎn)第j次檢定時(shí)氣體流量計(jì)處和標(biāo)準(zhǔn)器處的流體溫度, ℃;zij、(zs)ij———第i檢定點(diǎn)第j次檢定時(shí)氣體流量計(jì)處和標(biāo)準(zhǔn)器處的氣體壓縮系數(shù)。

每個(gè)檢定點(diǎn)的平均儀表系數(shù)ki

式中: (ki)max———各檢定點(diǎn)的系數(shù)ki中的zui大值,(m3)-1或l-1; (ki)min———各檢定點(diǎn)的系數(shù)ki中的zui小值,(m3)-1或l-1。

由運(yùn)算過(guò)程可知, 裝置的主要誤差來(lái)源主要是由標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的測(cè)量誤差、一體化溫度變送器的測(cè)量誤差、差壓變送器的測(cè)量誤差裝置的穩(wěn)定性等引起的。遼寧省計(jì)量*在檢定該裝 置時(shí)已將以上各不確定度因素考慮在內(nèi), 并給出擴(kuò)展不確定度0.50%, k=2。因此,本次評(píng)定不再考慮自動(dòng)化裝置運(yùn)算過(guò)程的數(shù)學(xué)關(guān)系和具體的不確定度分量。則由裝置誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

3.輸入量kl引入的不確定度ur(kl)

以上兩項(xiàng)不確定度彼此不相關(guān), 其標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur(kl)為

四、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

1. 靈敏系數(shù)

對(duì)于數(shù)學(xué)模型k=kl的靈敏系數(shù):

2.各不確定度分量匯總及計(jì)算表( 不確定度一覽表如表2所示)

3.合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算

對(duì)于數(shù)學(xué)模型k=kl,則其相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度ucrel為:

ucrel=ur(kl)=0.252%

4.合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的有效自由度

有效自由度νeff=ν=51

取νeff=50

五、測(cè)量結(jié)果不確定度的報(bào)告與表示

按p=95%, νeff=50, 查t分布值表得t95(50)=2.01, 所以包含因子kp=2.01, 故相對(duì)擴(kuò)展不確定度:

u95rel=kpucrel=2.01×0.252%≈0.6%

該流量計(jì)平均儀表系數(shù)測(cè)量結(jié)果不確定度表示為:

平均儀表系數(shù)k=2383.36(m3)-1; u95rel=0.6%; νeff=50

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