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一臺理想的流量計可以定義為:
給出管道中流量(或者是流體的一個量)信號的一組連接在一起的部件,這一信號不受安裝或環(huán)境的影響。
安裝一臺流量計的目的是得到通常為電信號的流量測量值,該值是帶有特定擴展不確定度的確定值。入口和出口管道以及工作環(huán)境對于這個信號的影響是可以忽略的。這樣,這一測量的不確定度應(yīng)該表示為y士U,其中U是不確定度,它可能是一個如0.5%的值,必須指出這個值是對應(yīng)于流量,滿量程(FSD)或者某種組合[如士a(被測量)±b(FSD)],量程也需要給出(如1~20 m3/h)。同時還須說明包含因子k=2和約為95%的置信水平,如果需要,還可以指出標定裝置的認證機構(gòu)(國內(nèi)或國際)。
另外,相關(guān)特性的范圍也要說明,如對于流體,它的流量范圍(標定值以外)、最大工作壓強、流體的溫度范圍、環(huán)境溫度。
以下兩個關(guān)于流量計響應(yīng)的參數(shù)是有用的,盡管它們通常用于脈沖輸出的線性流量計中。參數(shù)K是單位流量的脈沖數(shù)。在相關(guān)資料介紹關(guān)于渦輪和渦街流量計中,K是單位體積的脈沖數(shù)。
K=沖脈/實際體積
而儀表系數(shù)一般定義為
儀表系數(shù)=實際體積/顯示體積
應(yīng)該注意還有其他關(guān)于儀表系數(shù)的定義,如K的倒數(shù)。
讓我們舉一個雖為假設(shè)但符合實際的流量計的例子,如圖1.1(a),這是典型的流量系數(shù)誤差限。它表示流量計的線性區(qū)域在10∶1量程比內(nèi),95%置信水平下對于可追溯標定的不確定度為1%。這樣的流量計是合理的,應(yīng)該能滿足大多數(shù)工業(yè)要求。以上數(shù)據(jù)假定是儀表廠家銷售時提供的儀表特性,不過實際上流量計的特性是如圖1.1(a)的曲線。對于高標準的標定而言,需要在所有情況下都滿足要求。廠家一般只是在,比如90%FSD,或50%和90%FSD下對流量計進行標定,然后確定流量計特性符合誤差限。
如果儀表足夠穩(wěn)定,可以對它進行詳細的標定,如5、10,甚至20 個測量點,得到詳細曲線,然后采用計算機擬合,這樣能得到更高的精度,比如士0.2%。這里我們只是對流量計進行線性處理,所以廠商有時會采用線性度一詞,例如上面的情況是量程比為10∶1,線性度為士1%。
誤差限給出了不同流量下儀表對于實際流量的不確定度,某些流量計由于本身的物理性質(zhì)決定了不確定度只能在最大流量下給定。圖1.1(b)給出了這種情況,其中流量計的不確定度是1% FSD。顯然,根據(jù)這一點會推出在一半的流量下不確定度是2%,而20%流量下不確定度為5%。用戶經(jīng)常會就此提出問題,因為他們使用某流量計時測量范圍并不是滿量程。用戶可能采用60%量程,這時對用戶來說不確定度約為1.7%。
第三種誤差限如圖1.1(c),經(jīng)常在水流量和氣流量儀表中見到。如圖所示,儀表在滿量程到20%量程之間的不確定度是2%,而在20%量程之下是5%,有的儀表甚至有幾個不同的誤差限。
很多場合下,廠家的儀表不確定度是以上三種情況的組合,正如前面所說,通常是給出基于被測量值和其他滿量程的不確定度的組合。除此之外,可能會有零漂、溫度影響、壓力影響的范圍。有些儀表對流體黏度敏感,還會給出黏度影響的變化曲線。一個重要提示!*的電子設(shè)備可以把任何曲線變成線性,使得如圖1.2(a)中10%滿量程以下的情況還能滿足誤差限,但這時的特性會對微小變化都敏感,這樣的會導(dǎo)致很大的誤差。
溫度、壓力、濕度、振動等環(huán)境參數(shù)也會對流量計性能產(chǎn)生影響。
經(jīng)常會出現(xiàn)廠家使用的單位與用戶不一致的情況,因而需要轉(zhuǎn)換。表1.1給出了流量、溫度、壓力、長度等單位的轉(zhuǎn)換表。在沒有特殊說明的條件下,則假定使用的是米、公斤、秒的國際單位制(SI)。
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