冷水水表示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

2014-04-12 00:00:00田兵

管理學(xué)家·學(xué)術(shù)版 2014年8期

【摘要】冷水水表是民生計(jì)量中的四表之一，用途廣泛，其示值準(zhǔn)確與否涉及到廣大人民群眾的切身利益，國(guó)家始終把它列為強(qiáng)檢的計(jì)量器具，并加強(qiáng)了對(duì)其的監(jiān)督和檢查，因此各地計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)基本上都會(huì)建立檢定冷水水表的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。本文對(duì)在檢定冷水水表過(guò)程中的示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度各個(gè)分量進(jìn)行分析，提供一種評(píng)定方法。

【關(guān)鍵詞】冷水表；示值誤差；不確定度

一、概述

（一）測(cè)量依據(jù)

JJG162—2009《冷水水表檢定規(guī)程》。

（二）環(huán)境條件

環(huán)境溫度：（5～ 55） ℃，，水源：穩(wěn)壓狀態(tài)下的潔凈水，水溫應(yīng)在（0.1～30） ℃范圍內(nèi)；檢定過(guò)程中水溫變化不能大于5℃，水壓：O.3MPa。

（三）被測(cè)對(duì)象

DN為15mm的旋翼式冷水水表，型號(hào)為L(zhǎng)XS-15，編號(hào)為018291，計(jì)量等級(jí)為2級(jí)。

（四）測(cè)量方法

用容積比較法，在測(cè)量水表的示值誤差時(shí)，將流經(jīng)水表的水收集于檢定裝置的工作量器內(nèi)，比較水表的示值和裝置量器中水量的實(shí)際值，得到水表的示值誤差。

（五）在符合上述條件下的測(cè)量一般可直接使用本不確定度的評(píng)定結(jié)果。

二、建立數(shù)學(xué)模型

（一）數(shù)學(xué)模型

式中：ΔV-水表示值誤差，（L）

Vj-水表示值，（L）

Vs——工作量器的容積示值，（L）。

（二）靈敏系數(shù)：Vj的靈敏系數(shù)

V的靈敏系數(shù)

三、標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定：

（一）輸入量Vj的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（Vj）評(píng)定

輸入量Vj的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來(lái)源主要是水表測(cè)量的重復(fù)性和水表的分辨力引入。

1、水表測(cè)量的重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

在重復(fù)性條件下多次重復(fù)測(cè)量得到的測(cè)量列Vj1，Vj2…Vjn，采用A類評(píng)定方法評(píng)定。

同一塊水表，選擇公稱容積為100L，連續(xù)測(cè)量10次得到的一組測(cè)量列，如表1所示。

表1 水表重復(fù)性測(cè)量結(jié)果 L

其中 =100.014（L）

由貝塞爾公式可知單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差

=0.040（L）

2、水表的分辨力引入的不確定度分量

水表的最小分度值為0.05L，按均勻分布考慮，，則

3、由于測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量中已包括水表分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量，輸入量Vj引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（Vj）取二者中的較大者，則 =0.040（L）

（二）輸入量Vs的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（Vs）的評(píng)定

輸入量Vs的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u（Vs）主要由水表檢定裝置的標(biāo)準(zhǔn)不確定度、工作量器的辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度、水溫及環(huán)境溫度和水壓引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

1、由水表檢定裝置的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

使用的水表檢定裝置為0.2級(jí)，由JJF2063-2007《水流量計(jì)量器具檢定系統(tǒng)表》可知，其裝置的相對(duì)擴(kuò)展不確定度（k=2），則

100L測(cè)量點(diǎn)

2、工作量器的辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

100L工作量器的最小分度值分別為0.1L，按均勻分布考慮，，則

3、水溫及水壓引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

根據(jù)JJG162-2009《冷水水表檢定規(guī)程》的規(guī)定，水表在水溫（0.1～30）℃范圍內(nèi)檢定時(shí)，檢定結(jié)果不作修正，但檢定過(guò)程中水溫變化不能大于5℃。檢定過(guò)程中都是在規(guī)程規(guī)定的水溫及水壓力下進(jìn)行的，故對(duì)這個(gè)分量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度忽略不計(jì)，則

4、由于這幾個(gè)分量互不相關(guān)，則輸入量Vs的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（Vs）為：

可計(jì)算得到：

四、標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表

五、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

由于各分量之間互不相關(guān)，則由不確定度傳播率公式可知

可以計(jì)算出：

六、擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

取包含因子k=2，則由，可計(jì)算出各檢定點(diǎn)的擴(kuò)展不確定度值為：

100L測(cè)量點(diǎn)

七、報(bào)告

LXS—15旋翼式水表在100L三個(gè)檢定點(diǎn)上示值誤差測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度分別：

100L測(cè)量點(diǎn)