基于標準表法水流量平臺的電磁流量計示值誤差測量不確定度評定

何必權

（杭州市食品藥品檢驗研究院，浙江杭州　310019）

基于標準表法水流量平臺的電磁流量計示值誤差測量不確定度評定

何必權

（杭州市食品藥品檢驗研究院，浙江杭州310019）

隨著科學技術的發展，電磁流量計已廣泛用于污水排放、取水灌溉和工業生產等各個領域。根據筆者從事流量檢定工作多年，結合JJG1033-2007《電磁流量計檢定規程》的檢定方法，依托杭州市質量技術監督檢測院大流量實驗室標準表法水流量平臺，對電磁流量計檢定結果的測量不確定度評定進行了詳細分析，以供從事電磁流量計計量檢定/校準的同行參考。

標準表法電磁流量計不確定度

1　測量方法

依據JJG1033-2007《電磁流量計檢定規程》。

2　測量對象

選取一臺準確度等級1.0級、管徑為DN50mm、測量范圍為（0.5-50）m3/h的電磁流量計為測量對象，在DN（15～50）mm標準表法水流量標準裝置臺上檢定并進行不確定度分析。

表1　檢定結果數據

表2　不確定度一覽表

3　數學模型

3.1體積流量計算

由于水的體積壓縮系數很小，當壓力變化不很大時，可將水看作是不可壓縮液體，因此，由標準裝置得到的水的體積流量為［1］

式中：VQ——流過被檢表的實際累積體積流量，m3；

QVs——標準器給出的實際累積體積流量，m3；

β——檢定用液體在檢定條件下的體脹系數，1/℃；

θS——檢定時標準器處液體的溫度，℃；

θm——檢定時流量計處液體的溫度，℃；

k——檢定用液體在檢定條件下的體積壓縮系數，1/Pa；

ps——檢定時標準器處的壓力，Pa；

pm——檢定時流量計處流體的壓力，Pa。

實際計算時，由于一般情況下θm與 θS之差都小于5℃，且 pm與 ps之差小于0.1MPa，

因此，上式可簡化為：

3.2流量計誤差

在規定的環境條件下，按JJG1033-2007《電磁流量計檢定規程》檢定，以檢定規程給出的示值誤差表示式作為不確定度評定的數學模型。以循環水作為介質，用標準表法測量，將電磁流量計顯示的累計流量計值與標準裝置的實際累積流量值比較，計算得出電磁流量計相對示值誤差。公式（3）所示：

式中：Eij為第i檢定點第j次檢定被檢流量計的相對示值誤差，% Qij為第i檢定點第j次檢定時被檢流量計顯示的累積流量值，m3（Qs）ij為第i檢定點第j次檢定時標準器的累積流量值，m3

Ei為第i檢定點相對誤差

4　示值誤差E的測量結果

依據JJG1033-2007《電磁流量計檢定規程》，檢定流量點可分為5點（qmin、0.25 qmax、0.50 qmax、0.75 qmax、qmax）。每個流量檢定點的重復檢定次數應不少于3次［2］。

被檢表為：一臺準確度等級1.0級、管徑為DN50mm、測量范圍為（0.5-50）m3/h的電磁流量計。檢定結果數據如下表1：

5　數據分析

5.1誤差不確定度分析

對于數學模型y=f（x1，x2，…，xN）相對靈敏系數Cri的表達方式：

相對合成標準不確定度的表達方式：

被測電磁流量計示值誤差E的不確定度來源主要包括：①標準裝置引入的相對不確定度；②測量的重復性引入的相對不確定度；

（1）標準裝置引入的標準不確定度ur（QS）：

本流量裝置的擴展不確定度為Ur=0.25%，k=2

標準不確定度ur（QS）=0.25%/2=0.125%

（2）被測流量計測量重復性引入的標準不確定度ur（S）：

采用A類方法進行評定：由表1檢定數據可得，最大重復性為s=0.074%，

因此，ur（S）=0.074%

5.2合成標準不確定度的評定

通過以上分析，將各分量列表，見表2。

因各影響量相互獨立，則合成標準不確定度

6　擴展不確定度的評定

7　不確定度報告表達

綜上所述，該電磁流量計檢定各流量點最大的不確定度在5 m3/h處，誤差E=-0.38%， Ur = 0.29%，k=2。

［1］王池，王自如等.流量測量技術全書［M］.北京：化學工業出版社，2012.

［2］孟濤.電磁流量計檢定規程［S］.北京：國家質量檢驗檢疫總局，2007.