現(xiàn)場流量計(jì)在線檢測(cè)不確定度分析

張弦

【摘要】 選用電子秤和電子秒表作為標(biāo)準(zhǔn)器，采用比較法，對(duì)在線流量計(jì)的示值誤差進(jìn)行不確定度分析。圍繞測(cè)量重復(fù)性、標(biāo)準(zhǔn)器、被檢表等不確定度來源進(jìn)行評(píng)定。

【關(guān)鍵詞】 電子秤;不確定度;在線;流量計(jì)

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2019.03.007

Abstract： Using electronic scales and stopwatches as standard devices，the uncertainty of indication error of on-line flowmeters were analyzed by comparison method. The sources of uncertainty such as measurement repeatability，standard instrument and checked table were evaluated.

Key words： electronic scale;uncertainty;on-line;flowmeters

目前很多秤檢測(cè)現(xiàn)場的流量計(jì)很難拆卸，這給檢測(cè)帶來了諸多不變，而且還需要在線檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)要求和評(píng)定不確定度提出了更高的要求，本文對(duì)現(xiàn)場在線檢測(cè)流量計(jì)的不確定度進(jìn)行分析。

1 概述

1.1 測(cè)量依據(jù)

JJF（遼） 84-2010《液體流量測(cè)量系統(tǒng)在線校準(zhǔn)規(guī)范》

1.2 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)

主要計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備為電子秤（見表1）。

1.3 被測(cè)對(duì)象

被測(cè)對(duì)象流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)和最大允許誤差（見表2）。

1.4 測(cè)量方法

使用電子秤進(jìn)行校準(zhǔn)，將容器置于電子秤上，電子秤去皮置零，處于準(zhǔn)備狀態(tài)。使測(cè)量系統(tǒng)正常工作，介質(zhì)通過管道流入容器，同時(shí)開始記錄校準(zhǔn)時(shí)間和測(cè)量系統(tǒng)起始值，當(dāng)電子秤示值超過量程2/3時(shí)，停止注入介質(zhì)并記錄校準(zhǔn)時(shí)間和測(cè)量系統(tǒng)終止值。系統(tǒng)瞬時(shí)流量則記錄10次瞬時(shí)流量。

2 測(cè)量模型

被校測(cè)量系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)金屬量器測(cè)量值之間的示值誤差為：

3 不確定度傳播律

對(duì)公式（1）中的變量分別求偏導(dǎo)得到傳播率為：

式中各靈敏系數(shù)為：

選一較好流量校準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，標(biāo)準(zhǔn)器采用電子秤，校準(zhǔn)記錄見表3。

4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

4.1 被校測(cè)量系統(tǒng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（q）]

被校測(cè)量系統(tǒng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要由系統(tǒng)的分辨力引入，系統(tǒng)的分辨力為0.01 kg/min，則[a=0.005 kg/min]，服從矩形分布，所以：

流量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的分量值見表4。

4.2 標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（qs）]

4.2.1 電子秤引入的不確定度[ur（m）]

4.2.2 測(cè)量時(shí)間引入的不確定度[ur（t）]

測(cè)量時(shí)間不確定度主要由秒表以及換向時(shí)間引起，時(shí)間測(cè)量的最大誤差不超過0.2 s，由此引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

所以，標(biāo)準(zhǔn)流量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4.3 重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（E）]

在校準(zhǔn)時(shí)間內(nèi)，重復(fù)測(cè)量3次，取平均值作為本次測(cè)量結(jié)果，所以重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表見表5。

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

6 擴(kuò)展不確定度計(jì)算

各個(gè)流量點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)不確定主要是標(biāo)準(zhǔn)器和重復(fù)性帶來的，這兩項(xiàng)都是正態(tài)分布，所以取[k=2]，相對(duì)擴(kuò)展不確定度為：

7 結(jié)語

由以上的評(píng)定過程和評(píng)定結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)秤檢測(cè)現(xiàn)場流量計(jì)評(píng)定不確定度的來源主要是標(biāo)準(zhǔn)器（秤）、被檢系統(tǒng)讀數(shù)和重復(fù)性。

【參考文獻(xiàn)】

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