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    基于標(biāo)準(zhǔn)表法水流量平臺的電磁流量計示值誤差測量不確定度評定

    2015-10-31 02:38:47何必權(quán)
    中國科技縱橫 2015年21期
    關(guān)鍵詞:標(biāo)準(zhǔn)表水流量示值

    何必權(quán)

    (杭州市食品藥品檢驗(yàn)研究院,浙江杭州 310019)

    基于標(biāo)準(zhǔn)表法水流量平臺的電磁流量計示值誤差測量不確定度評定

    何必權(quán)

    (杭州市食品藥品檢驗(yàn)研究院,浙江杭州310019)

    隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電磁流量計已廣泛用于污水排放、取水灌溉和工業(yè)生產(chǎn)等各個領(lǐng)域。根據(jù)筆者從事流量檢定工作多年,結(jié)合JJG1033-2007《電磁流量計檢定規(guī)程》的檢定方法,依托杭州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測院大流量實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)表法水流量平臺,對電磁流量計檢定結(jié)果的測量不確定度評定進(jìn)行了詳細(xì)分析,以供從事電磁流量計計量檢定/校準(zhǔn)的同行參考。

    標(biāo)準(zhǔn)表法電磁流量計不確定度

    1 測量方法

    依據(jù)JJG1033-2007《電磁流量計檢定規(guī)程》。

    2 測量對象

    選取一臺準(zhǔn)確度等級1.0級、管徑為DN50mm、測量范圍為(0.5-50)m3/h的電磁流量計為測量對象,在DN(15~50)mm標(biāo)準(zhǔn)表法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置臺上檢定并進(jìn)行不確定度分析。

    表1 檢定結(jié)果數(shù)據(jù)

    表2 不確定度一覽表

    3 數(shù)學(xué)模型

    3.1體積流量計算

    由于水的體積壓縮系數(shù)很小,當(dāng)壓力變化不很大時,可將水看作是不可壓縮液體,因此,由標(biāo)準(zhǔn)裝置得到的水的體積流量為[1]

    式中:VQ——流過被檢表的實(shí)際累積體積流量,m3;

    QVs——標(biāo)準(zhǔn)器給出的實(shí)際累積體積流量,m3;

    β——檢定用液體在檢定條件下的體脹系數(shù),1/℃;

    θS——檢定時標(biāo)準(zhǔn)器處液體的溫度,℃;

    θm——檢定時流量計處液體的溫度,℃;

    k——檢定用液體在檢定條件下的體積壓縮系數(shù),1/Pa;

    ps——檢定時標(biāo)準(zhǔn)器處的壓力,Pa;

    pm——檢定時流量計處流體的壓力,Pa。

    實(shí)際計算時,由于一般情況下θm與 θS之差都小于5℃,且 pm與 ps之差小于0.1MPa,

    因此,上式可簡化為:

    3.2流量計誤差

    在規(guī)定的環(huán)境條件下,按JJG1033-2007《電磁流量計檢定規(guī)程》檢定,以檢定規(guī)程給出的示值誤差表示式作為不確定度評定的數(shù)學(xué)模型。以循環(huán)水作為介質(zhì),用標(biāo)準(zhǔn)表法測量,將電磁流量計顯示的累計流量計值與標(biāo)準(zhǔn)裝置的實(shí)際累積流量值比較,計算得出電磁流量計相對示值誤差。公式(3)所示:

    式中:Eij為第i檢定點(diǎn)第j次檢定被檢流量計的相對示值誤差,% Qij為第i檢定點(diǎn)第j次檢定時被檢流量計顯示的累積流量值,m3(Qs)ij為第i檢定點(diǎn)第j次檢定時標(biāo)準(zhǔn)器的累積流量值,m3

    Ei為第i檢定點(diǎn)相對誤差

    4 示值誤差E的測量結(jié)果

    依據(jù)JJG1033-2007《電磁流量計檢定規(guī)程》,檢定流量點(diǎn)可分為5點(diǎn)(qmin、0.25 qmax、0.50 qmax、0.75 qmax、qmax)。每個流量檢定點(diǎn)的重復(fù)檢定次數(shù)應(yīng)不少于3次[2]。

    被檢表為:一臺準(zhǔn)確度等級1.0級、管徑為DN50mm、測量范圍為(0.5-50)m3/h的電磁流量計。檢定結(jié)果數(shù)據(jù)如下表1:

    5 數(shù)據(jù)分析

    5.1誤差不確定度分析

    對于數(shù)學(xué)模型y=f(x1,x2,…,xN)相對靈敏系數(shù)Cri的表達(dá)方式:

    相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的表達(dá)方式:

    被測電磁流量計示值誤差E的不確定度來源主要包括:①標(biāo)準(zhǔn)裝置引入的相對不確定度;②測量的重復(fù)性引入的相對不確定度;

    (1)標(biāo)準(zhǔn)裝置引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur(QS):

    本流量裝置的擴(kuò)展不確定度為Ur=0.25%,k=2

    標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur(QS)=0.25%/2=0.125%

    (2)被測流量計測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur(S):

    采用A類方法進(jìn)行評定:由表1檢定數(shù)據(jù)可得,最大重復(fù)性為s=0.074%,

    因此,ur(S)=0.074%

    5.2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

    通過以上分析,將各分量列表,見表2。

    因各影響量相互獨(dú)立,則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

    6 擴(kuò)展不確定度的評定

    7 不確定度報告表達(dá)

    綜上所述,該電磁流量計檢定各流量點(diǎn)最大的不確定度在5 m3/h處,誤差E=-0.38%, Ur = 0.29%,k=2。

    [1]王池,王自如等.流量測量技術(shù)全書[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2012.

    [2]孟濤.電磁流量計檢定規(guī)程[S].北京:國家質(zhì)量檢驗(yàn)檢疫總局,2007.

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