轉(zhuǎn)子流量計示值誤差測量不確定度的評定

李淑斌

（廣西計量檢測研究院，廣西 南寧 530022）

轉(zhuǎn)子流量計示值誤差測量不確定度的評定

李淑斌

（廣西計量檢測研究院，廣西 南寧 530022）

文章通過實例對轉(zhuǎn)子流量計的示值誤差不確定度進(jìn)行了分析和評定。

轉(zhuǎn)子流量計；不確定度；評定

1 概述

（1）測量依據(jù)： JJG257-1994《轉(zhuǎn)子流量計檢定規(guī)程》

（2）測量環(huán)境條件：環(huán)境溫度（20±2）℃，相對濕度（30～90）%

（3）測量標(biāo)準(zhǔn)：鐘罩氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置

（4）測量過程：將轉(zhuǎn)子流量計連接在鐘罩氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置管路上，按規(guī)程調(diào)整流量檢定點，記錄一定時間內(nèi)鐘罩排出體積流量，記錄標(biāo)準(zhǔn)器，流量計前的表壓，溫度進(jìn)行修正。轉(zhuǎn)子流量計的刻度流量與鐘罩氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置容積時間法得到的標(biāo)準(zhǔn)流量進(jìn)行比較，得到轉(zhuǎn)子流量計的示值誤差。

2 數(shù)學(xué)模型

鐘罩的體積流量計算公式

式中：V——氣體標(biāo)準(zhǔn)裝置排出（流入）的體積，m3；

t ——排出（流入）的時間，s；

qv——流量計在刻度狀態(tài)下的實際流量；

檢定狀態(tài)與刻度狀態(tài)間關(guān)系如下式

式中：TN，TS，Tm——分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，標(biāo)準(zhǔn)器內(nèi)和流量計前的氣體熱力學(xué)溫度，TN=293.15K

PN，PS，Pm——分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，標(biāo)準(zhǔn)器內(nèi)和流量計前的氣體絕對壓力，

PN=101325Pa

PS=Pa+PesPm=Pa+Pem

式中：Pa——當(dāng)?shù)卮髿鈮?，Pa；

Pes——標(biāo)準(zhǔn)器內(nèi)表壓力，Pa

Pem——流量計前表壓力，Pa

流量計基本誤差表示：

式中：qmax——該流量計的最大流量，m3/h

3 方差和系數(shù)

綜合數(shù)學(xué)模型，列出各影響量的關(guān)系式，在實驗室環(huán)境條件下，檢定容積為500L鐘罩，鐘罩內(nèi)壓力1000Pa，南寧大氣壓力平均值為99.8kPa，實驗室溫度控制在（20±2）℃，公式可簡化，溫度、壓力的影響量可忽略。則

各輸入量彼此不相關(guān)，對公式進(jìn)行簡化，以合成方差表示,則有

各輸入量傳播系數(shù)為

4 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

4.1 流量計示值的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（qm）

轉(zhuǎn)子流量計需校準(zhǔn)5個流量點，每個流量檢定4次，計算每個流量點平均值的標(biāo)準(zhǔn)差，選取其中最大的值為重復(fù)性。

選擇一最大流量范圍30m3/h，重復(fù)測量10次數(shù)據(jù)，檢定容積500L，檢定時間如下

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10時間 61.22 60.89 61.04 61.12 60.78 60.94 61.1 61.14 60.04 60.86流量 29.40 29.56 29.48 29.45 29.61 29.53 29.46 29.44 29.98 29.58

檢定中是取兩次測量的平均值作為刻度點的測量結(jié)果，因此流量計測量重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

4.2 鐘罩示值的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（V）

我院鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置準(zhǔn)確度為0.5%，正態(tài)分布，k=3，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4.3 計時器的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（t）

裝置排出（流入）氣體的時間t，考慮到時間啟停效應(yīng)和控制能力，時間誤差為±0.1s，按矩形分布考慮。實驗中T=60.91s，則由時間引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

5 合成不確定度的評定

5.1 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表

相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ()i i x ux不確定度來源相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度值 ()i i x ux傳播系數(shù)i c合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量()i ii x ux c×u（qm） 流量計的測量重復(fù)性0.279% 1 0.279%u（V） 鐘罩示值 0.167% -1 0.167%u（t） 計時器的不確定度0.096% 1 0.096%011492 crel .u = %.u 3390 crel=

5.2 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算

6 擴展不確定度的評定

7 測量不確定度報告與表示

用鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定轉(zhuǎn)子流量計檢測結(jié)果的不確定度結(jié)果表示如下

8 校準(zhǔn)測量能力

8.1 轉(zhuǎn)子流量計示值最佳測量能力

選擇某測量重復(fù)性較好的轉(zhuǎn)子流量計（1級）進(jìn)行連續(xù)測量，在實際測量中，取兩次測量平均值為測量結(jié)果，燃?xì)獗淼臏y量重復(fù)性不確定度分量為

8.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表

相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ( )i i x ux不確定度來源相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度值 ( )i i x ux傳播系數(shù)i c合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量()i i i x ux c×u（qm） 流量計的測量重復(fù)性 0.20% 1 0.20%u（V） 鐘罩示值 0.167% -1 0.167%u（t） 計時器的不確定度 0.096% 1 0.096%

8.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算

8.4 校準(zhǔn)測量能力

Ur可用k=2的擴展不確定度來表示

[1] JJF1059-1999,測量不確定度評定與表示[S].

[2] JJF1001-1998,通用計量術(shù)語及定義[S].

Evaluation of Measurement Uncertainty in Rotor Flowmeter

This paper mainly introduces the evaluation of measurement uncertainty in rotor flowmeter through giving a specific example.

rotor flowmeter; uncertainty; evaluation

TP274

A

1008-1151(2012)06-0035-02

2012-04-15

李淑斌（1977－），女，廣西計量檢測研究院工程師，從事計算機網(wǎng)絡(luò)管理等工作。