轉(zhuǎn)子流量計(jì)示值誤差測(cè)量不確定度的評(píng)定

1 概述

(1)測(cè)量依據(jù)： jjg257-1994《轉(zhuǎn)子流量計(jì)檢定規(guī)程》

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

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

(4)測(cè)量過(guò)程：將轉(zhuǎn)子流量計(jì)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(diǎn)，記錄一定時(shí)間內(nèi)鐘罩排出體積流量，記錄標(biāo)準(zhǔn)器，流量計(jì)前的表壓，溫度進(jìn)行修正。轉(zhuǎn)子流量計(jì)的刻度流量與鐘罩氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置容積時(shí)間法得到的標(biāo)準(zhǔn)流量進(jìn)行比較，得到轉(zhuǎn)子流量計(jì)的示值誤差。

2 數(shù)學(xué)模型

鐘罩的體積流量計(jì)算公式

式中：v——?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)裝置排出(流入)的體積，m3;

t ——排出(流入)的時(shí)間，s;

qv——流量計(jì)在刻度狀態(tài)下的實(shí)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(jì)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(jì)前的氣體絕對(duì)壓力，pn=101325pa

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(jì)前表壓力，pa

流量計(jì)基本誤差表示：

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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室溫度控制在(20±2)℃，公式可簡(jiǎn)化，溫度、壓力的影響量可忽略。則

4 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

4.1 流量計(jì)示值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u(qm)

轉(zhuǎn)子流量計(jì)需校準(zhǔn) 5 個(gè)流量點(diǎn)，每個(gè)流量檢定 4 次，計(jì)算每個(gè)流量點(diǎn)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(cè)量 10 次數(shù)據(jù)，檢定容積 500l，檢定時(shí)間如下

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

4.2 鐘罩示值的相對(duì)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(jì)時(shí)器的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u(t)

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

5 合成不確定度的評(píng)定

5.2 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算

6 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

取 k=2 得

7 測(cè)量不確定度報(bào)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(jì)檢測(cè)結(jié)果的不確定度結(jié)果表示如下

8 校準(zhǔn)測(cè)量能力

8.1 轉(zhuǎn)子流量計(jì)示值最佳測(cè)量能力

選擇某測(cè)量重復(fù)性較好的轉(zhuǎn)子流量計(jì)(1 級(jí))進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，在實(shí)際測(cè)量中，取兩次測(cè)量平均值為測(cè)量結(jié)果，燃?xì)獗淼臏y(cè)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

8.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算

8.4 校準(zhǔn)測(cè)量能力

ur可用 k=2 的擴(kuò)展不確定度來(lái)表示

【參考文獻(xiàn)】

[1] jjf1059-1999,測(cè)量不確定度評(píng)定與表示[s].

[2] jjf1001-1998,通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義[s].