音速噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度分析

[摘要]氣體流量計(jì)在計(jì)量檢定中有很多值得探討的知識(shí)。目前我國(guó)很多地方都應(yīng)用音速噴嘴（負(fù)壓）檢定，對(duì)于正壓和負(fù)壓的檢定既有很多共性，也有其個(gè)性，本文在這兩個(gè)檢定過(guò)程中對(duì)不確定度進(jìn)行分析。

[關(guān)鍵詞]氣體流量檢定；正壓負(fù)壓對(duì)比；不確定度；穩(wěn)定性

[中圖分類號(hào)]TH814[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1005-6432（2013）22-0026-02

1工作原理（負(fù)壓）

根據(jù)氣體動(dòng)力學(xué)原理，當(dāng)氣體通過(guò)臨界流噴嘴時(shí)，在噴嘴上下游氣流壓力比達(dá)到一特定數(shù)值的條件下，在噴嘴喉部形成臨界流狀態(tài)，氣流達(dá)到最大速度（當(dāng)?shù)匾羲伲Ａ鬟^(guò)噴嘴的氣體質(zhì)量流量也達(dá)到最大值qm。此時(shí)qm只與噴嘴入口處的滯止壓力和溫度有關(guān)，而不受下游狀態(tài)變化的影響。正是應(yīng)用了這原理，采用噴嘴作為標(biāo)準(zhǔn)裝置的標(biāo)準(zhǔn)表，然后與被檢流量計(jì)進(jìn)行比對(duì)，得到被檢流量計(jì)的誤差。

5對(duì)于正壓法的不確定度分析

音速噴嘴氣體流量正壓法的工作原理是：由氣體壓縮機(jī)產(chǎn)生氣源，通過(guò)氣體穩(wěn)壓系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)被檢表和標(biāo)準(zhǔn)音速噴咀放入大氣，通過(guò)測(cè)定溫度、壓力、脈沖等參數(shù)，用給定數(shù)學(xué)模型算出標(biāo)準(zhǔn)流量和被檢流量的誤差。

其誤差來(lái)源同負(fù)壓的誤差來(lái)源的基本一致，只是在考慮正壓的檢定時(shí)，存在由于氣體壓力穩(wěn)定度帶來(lái)的誤差。通過(guò)我們做了一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明：

選定在本裝置流量范圍內(nèi)7個(gè)檢定點(diǎn)，每個(gè)檢定點(diǎn)檢定10次，每次間隔10秒，結(jié)果如下：由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)流量的穩(wěn)定性（穩(wěn)流）帶來(lái)不確定度為0.098%。以上音速噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置（負(fù)壓法）的擴(kuò)展不確定度為：U=0.152%。結(jié)論：取k=2，則整套音速噴嘴標(biāo)準(zhǔn)裝置（正壓法）的擴(kuò)展不確定度為：U=0.50%。

6結(jié)論

對(duì)于音速噴嘴氣體檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置正壓和負(fù)壓的對(duì)比結(jié)論：正壓優(yōu)點(diǎn)能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)模擬，并且對(duì)壓力和溫度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢定對(duì)比，缺點(diǎn)是檢定準(zhǔn)備工作時(shí)間長(zhǎng)，并且每個(gè)點(diǎn)流量穩(wěn)流需要時(shí)間長(zhǎng)一般（最少20分鐘）以上，檢定精度相對(duì)比較低，流量范圍相對(duì)也小，成本高。而負(fù)壓的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)備時(shí)間短，穩(wěn)壓時(shí)間短（一般最長(zhǎng)2分鐘），檢定精度高，流量范圍大，成本低，缺點(diǎn)是由于負(fù)壓所以對(duì)智能表的壓力和溫度只能檢定現(xiàn)場(chǎng)的零點(diǎn)數(shù)據(jù)。