流量?jī)x表的流量計(jì)測(cè)量不確定度分析

 

　　流量?jī)x表的測(cè)量依據(jù)：JJG1029-2007《渦街流量計(jì)》檢定規(guī)程。符合規(guī)程要求：環(huán)境溫度(5~45℃)、相對(duì)濕度(35%~95%)和大氣壓(86~106kPa)均應(yīng)符合。

 

　　量測(cè)規(guī)范器：臨界流音速的噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，Ur=0.30%(k=2);Urel=0.2%(k=2);Urel=0.3K(k=2)。

 

　　測(cè)量的對(duì)象：渦街流量計(jì)，精度等級(jí)1.5。

 

　　量度介質(zhì)：空氣。

 

　　丈量過(guò)程：將臨界流音速噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的流量值調(diào)整為規(guī)定的數(shù)值，保持流體穩(wěn)定一段時(shí)間；檢查開(kāi)始處記錄規(guī)范設(shè)備和被檢查流量計(jì)的初始值；檢查結(jié)束時(shí)記錄規(guī)范設(shè)備和被檢查流量計(jì)的最終示值。

 

　　二丈量數(shù)學(xué)模型

 

　　公式中，基-第i個(gè)丈量點(diǎn)測(cè)量的表觀系數(shù)，單位是1/m3；

 

　　尼-第i個(gè)丈量點(diǎn)測(cè)量的流量計(jì)的脈動(dòng)數(shù)；

 

　　第一個(gè)丈量點(diǎn)通過(guò)設(shè)備測(cè)量得到的修正，以單位m3表示，用于被測(cè)量流量計(jì)的實(shí)際氣體體積值；

 

　　把Vsi轉(zhuǎn)換成被測(cè)流量計(jì)輸入狀態(tài)的數(shù)學(xué)模型如下：

 

　　公式中，Pn—丈量了當(dāng)?shù)貙?shí)驗(yàn)室的氣壓，Pa；

 

　　psi,Pmi——別離為第i點(diǎn)丈量時(shí)的標(biāo)尺位置和測(cè)量的流速計(jì)位置，單位是Pa；

 

　　tsi,tmi——別離為第i點(diǎn)丈量時(shí)的標(biāo)尺位置和測(cè)量的流速計(jì)位置，單位是℃；

 

　　zsi,zmi—別離為第i點(diǎn)丈量時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)處和測(cè)量流量計(jì)處的氣體壓縮系數(shù)，取zsi=zmi，則。

 

　　三是各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度鑒別。

 

　　3.1氣體流量計(jì)丈量重復(fù)性引入的不確定度量衡ur(Nr)鑒定輸入量Ni(單次丈量脈沖數(shù))的不確定度源主要是渦街流量計(jì)丈量重復(fù)性引入的，以工況流量為70m3/h，在重復(fù)情況下重復(fù)測(cè)量6次，所得脈沖數(shù)Ni表如下：(采用A類方法鑒定)

 

　　3.2臨界流音速噴管氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置引入的不確定重量ur(Vs)的鑒定

 

　　當(dāng)臨界流音速噴嘴氣體流量規(guī)范設(shè)備被追溯到上級(jí)計(jì)量組織時(shí)，根據(jù)證明，該規(guī)范設(shè)備的不確定度Ur=0.30%(k=2)；當(dāng)臨界流音速噴嘴氣體流量規(guī)范設(shè)備引入的丈量點(diǎn)為70m3/h時(shí)，實(shí)際流體體積累積量(平均值)為=0.001625m3時(shí)，該確認(rèn)不確定度ur(Vs)=1.083m3*0.30%/2=0.001625m3。

 

　　3.3聲速噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置內(nèi)壓力丈量引入的不確定度ur(Ps)的鑒定

 

　　聲速噴嘴氣體流量規(guī)范設(shè)備內(nèi)壓力取平均值，由兩個(gè)安裝在噴嘴底部和頂部的丈量尺寸為(0~150)kPa的壓力變送器測(cè)量得到，由追溯證明可知，其丈量尺寸的不確定度為：頂U(kuò)rel=0.2%,k=2；底Urel=0.2%,k=2；由于兩個(gè)壓力變送器的不確定度分別安裝在噴嘴的頂部和底部，彼此無(wú)關(guān)，因此相對(duì)不確定度為：up1=0.2%/2=0.1%;ur(ps)=0.1414%；而規(guī)范設(shè)備內(nèi)壓力變送器的實(shí)際氣壓值(平均值)為Ps=91862Pa，當(dāng)丈量尺寸為70m3/h時(shí)，該不確定度為：

 

　　0.1414%*91862帕=129.9125帕；

 

　　3.4對(duì)被檢流量計(jì)壓力丈量中引入的不確定度ur(Pm)進(jìn)行鑒別。

 

　　用來(lái)測(cè)量被檢流量計(jì)處的壓力變送器尺寸(0~150)kPa，由溯源證明得出，Urel=0.2%,k=2，因此Pm的相對(duì)規(guī)范不確定性為：ur(Pm)=0.2%/2=0.1%；當(dāng)測(cè)量點(diǎn)65m3/h的壓力變送器實(shí)際尺寸(平均值)為0.2%/2=0.1%/h時(shí)，絕對(duì)不確定度為：0.1%*92227.3Pa=92.2273Pa；

 

　　3.5音速噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置內(nèi)溫度丈量引入的不確定度ur(ts)的鑒定

 

　　聲速噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備內(nèi)部的溫度變送器的丈量尺度為(0~50)℃，由溯源證明得出，其丈量結(jié)果的不確定度為U=0.3K,k=2，則標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的溫度引入值為：

 

　　3.6在被檢流量計(jì)溫度丈量中引入的不確定度ur(tm)的鑒別

 

　　測(cè)量流量計(jì)的溫度變送器測(cè)量范圍為(0~50)℃，由溯源證明確定測(cè)量結(jié)果的不確定度為U=0.3K,k=2，則測(cè)量流量計(jì)測(cè)量結(jié)果的溫度測(cè)量結(jié)果的不確定度為：

 

　　四構(gòu)成規(guī)范的不確定度鑒定。

 

　　1.活絡(luò)系數(shù)。

 

　　取值：K=1422.91/m3,N=1662.167,Vs=1.083m3,Pn=92600Pa,Ps=91862Pa,Pm=92227.3Pa,ts=22.417Pa,tm=21.869Pa。

 

　　符號(hào)：Ps=Pn+Ps;Pm=Pn+Pm;Tm=273.15k+tm;Ts=273.15k+ts；

 

　　ps=92600+91862=184462Pa,pm=92600+92227.3=184827.3Pa；

 

　　tm=273.15+21.869=295.019k,ts=273.15+22.417+295.567k；

 

　　那么每個(gè)活絡(luò)系數(shù)是：

 

　　4.2規(guī)格不確定性程度匯總表。

 

　　旋渦街道流量計(jì)技術(shù)指標(biāo)不確定度匯總圖

 

　　由于上述輸入量不確定度是批量獨(dú)立輸入，彼此無(wú)關(guān)，所以組成規(guī)范不確定度為：

 

　　五延伸不確定度鑒別。

 

　　包含因子k=2,Urel=0.36%

 

　　六、測(cè)量不確定度的表示和表示。

 

　　旋渦街道流量計(jì)的表觀系數(shù)K=1662.167(70m3/h)，流量點(diǎn)70m3/h，相對(duì)不確定度為：Urel=0.36%,k=2。

 

　　七結(jié)論。

 

　　流量?jī)x表的由上面的不確定度分析可以看出，擴(kuò)展不確定度與渦街流量計(jì)口徑無(wú)關(guān)，其重復(fù)性隨流量點(diǎn)的變化而變化，但在被測(cè)目標(biāo)最優(yōu)選擇時(shí)，即使有微小的變化，流量計(jì)的重復(fù)性也是基本相同的，因此，臨界流音速噴嘴法氣體流量規(guī)范設(shè)備檢定渦街流量計(jì)的擴(kuò)展不確定度為：Urel=0.36%。