在線校準(zhǔn)流量計示值誤差不確定度評定

張弦 劉尚玉

【摘要】 選用標(biāo)準(zhǔn)金屬量器作為主標(biāo)準(zhǔn)器，采用容積比對的方法對燃油加油機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行不確定度分析。圍繞測量重復(fù)性、標(biāo)準(zhǔn)器、被檢燃油加油機(jī)等不確定度來源進(jìn)行評定。

【關(guān)鍵詞】 標(biāo)準(zhǔn)金屬量器;不確定度;在線流量計

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2021.03.010

Evaluation of Uncertainty of Indication Error of On-line Calibrated Flowmeter

ZHANG Xian，LIU Shang-yu

（Liaoning Institute of Measurement，Shenyang 110004，China）

Abstract：? The standard metal meter and electronic stopwatch are selected as the standard device，and the uncertainty of the indication error of the on-line Flowmeter is analyzed by using the comparison method. The sources of uncertainty such as measurement repeatability，standard instrument and subject table are evaluated.

Key words： standard metal gauge;uncertainty;on-line flowmeter

1 概述

1.1 測量依據(jù)

JJF（遼） 84-2020《液體流量測量系統(tǒng)在線校準(zhǔn)規(guī)范》。

1.2 計量標(biāo)準(zhǔn)

主要計量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備為標(biāo)準(zhǔn)金屬量器。

1.3 被測對象

1.4 測量方法

使用標(biāo)準(zhǔn)金屬量器進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時使被校測量系統(tǒng)到標(biāo)準(zhǔn)金屬量器間管道充滿介質(zhì)，將標(biāo)準(zhǔn)金屬量器濕潤后，排空達(dá)到規(guī)定的殘留等待時間，處于準(zhǔn)備狀態(tài)。介質(zhì)通過管道流入標(biāo)準(zhǔn)金屬量器，同時開始記錄校準(zhǔn)時間和測量系統(tǒng)起始值，當(dāng)介質(zhì)流入標(biāo)準(zhǔn)金屬量器達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稱容量值時，停止注入介質(zhì)并記錄校準(zhǔn)時間和測量系統(tǒng)終止值。系統(tǒng)瞬時流量則記錄10次瞬時流量。

2 測量模型

被校測量系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)金屬量器測量值之間示值誤差為：

其中：E——被校測量系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)金屬量器測量值之間的示值誤差;

[q]——被校測量系統(tǒng)顯示值;

[qs]——標(biāo)準(zhǔn)金屬量器測量值，[qs=Vt]。

3 不確定度傳播律

式中各靈敏系數(shù)為：

選一較好流量校準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行檢測，標(biāo)準(zhǔn)器采用標(biāo)準(zhǔn)金屬量器，校準(zhǔn)記錄如表1。

4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

4.1 被校測量系統(tǒng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（q）]

被校測量系統(tǒng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要由系統(tǒng)的分辨力引入，系統(tǒng)的分辨力為0.01 L/min，所以a=0.005 L/min，服從矩形分布，所以：

4.2 標(biāo)準(zhǔn)流量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.2.1 標(biāo)準(zhǔn)金屬量器引入的不確定度[ur（V）]

標(biāo)準(zhǔn)金屬量器不確定度為0.05%，k=2。

4.2.2 溫度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（T）]

通常實驗室環(huán)境溫度在（20±10） ℃，在校準(zhǔn)過程中不進(jìn)行溫度修正，由此引入的最大誤差不超過[±（10×0.005%）=±0.05%]，由此引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

4.2.3 測量時間引入的不確定度[u（t）]

測量時間主要由秒表以及換向時間組成，時間測量的最大誤差不超過0.2 s，由此引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

所以：

4.2.4 重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（E）]

在校準(zhǔn)時間內(nèi)，重復(fù)測量3次，取平均值作為本次測量結(jié)果，所以重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

5.1 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表

5.2 擴(kuò)展不確定度計算

各個流量點標(biāo)準(zhǔn)不確定占主要的是標(biāo)準(zhǔn)器和重復(fù)性帶來的，這兩項都是正態(tài)分布，所以取k=2，相對擴(kuò)展不確定度為：

6 結(jié)語

由以上的評定過程可以看到，不確定的來源主要是標(biāo)準(zhǔn)器、被檢系統(tǒng)和重復(fù)性。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 液體流量計測量系統(tǒng)在線校準(zhǔn)規(guī)范：JJF（遼） 84-2020[S].

[2] 倪育才.實用測量不確定度評定[M].北京：中國質(zhì)檢出版社，2016.

[3] 電磁流量計檢定規(guī)程：JJG 1033-2007[S].

【作者簡介】

張弦（1985-），男，工程師，碩士，研究方向為流量檢測。

劉尚玉（1962-），男，高級工程師，學(xué)士，研究方向為流量計量。