加油機示值誤差的測量不確定度評定及改進

莫曉冬

荔浦市計量檢定測試所 廣西桂林 546600

1 加油機示值誤差測量的基本概述

1.1 測量環境

測量環境對于示值度數影響較大，因此在進行測量的時候需要確保環境溫度處于合適的范圍當中，最低溫度不能低于零下20℃，而最高也不能超過40℃，因此在測量加油機示值誤差的時候要盡量避開夏季炎熱的時段和冬季寒冷的時段。與此同時，在對誤差進行測量的過程當中還需要確保溫度不發生較大程度的變化。最后，還需要確保測量環境的相對濕度不低于30%、不高于90%；大氣壓強不能高于110kPa、不低于85kPa；加油機測量設備所連接的電源電壓頻率保持在50Hz左右。

1.2 測量標準

通常來說，是使用容量為50升的二等標準金屬量器進行測量。溫度計采用的是最小分度值為0．2℃，最低溫不高于零下25℃、最高溫不低于55℃的。而水平儀需要具備0．005mm/m的高精度儀器。

1.3 測量性能

在測量的時候，需要確保加油機的示值誤差準確度為±0．3%，重復性大于0．15%。

1.4 測量方法和原理

在測量的之前，首先需要確保環境符合要求，同時確保測量儀器沒有出現損壞，能夠正常使用[1]。測量的時候，使用金屬量器對加油機進行測定，使用的方法是溶劑比較法。具體來說，在規定的流量范圍內將加油機當中的油注入到量器當中，然后觀察加油機上所顯示的體積數值，并將這個數值與標準量器當中的實際體積數值進行對比，二者的體積差就是加油機的示值誤差。

2 數學模型的建立

經過分析測量的原理和方法可以得出，加油機示值誤差的數學模型為：

其中VBt的計算方法為：

上述兩個公式合并之后就可以得出ΔV的計算方法：

這個過程當中各個字母所代表的變量與單位如表1所示。

表1 數學模型當中各個字母的意義與單位

3 輸入量的標準不確定度評定

3.1 VJ的標準不確定度

VJ的標準不確定度主要是由于加油機測量過程當中多次重復造成的，因此提高VJ測量數值準確度的主要方式就是增加測量次數。在同一臺加油機的前提條件下，設定加油量為80L，然后使用二等標準金屬量器連續測量10次，從而得到如表2所示的數據信息。

表2 VJ的十次測量結果

然后取這十次測量的平均值ˉV=100．073。

3.2 VB的標準不確定度

VB的標準不確定度主要來源于金屬量器的定值不準確，因此要想提高VB測量數值的準確度就要從金屬亮起的準確度入手。

從實際操作的角度出發，要想提高VB的準確度主要由以下的方法。第一是使用磁致伸縮液位計，這樣可以對油的液面位置進行精準的控制，同時還可以減小摩擦力[2]。第二是可以使用不銹鋼微型蝶閥，要確保閥門當中沒有液體留存。這樣可以減小標準量器當中液體的殘留，從而造成測量的不準確性。第三是要盡量減少量器當中的液體掛壁量?？梢圆捎米刁w自動碾壓機生產的量器來確保對椎體角度和平度的有效控制，從而提高量器的精確度。最后還可以通過對標準金屬量器進行時實效控制的方式來防止量器在使用過程當中出現形變的情況，這樣可以消除量器的內應力，從而提高準確度。

本次使用的二次標準金屬量器的最大允許誤差為±0．025%，半寬a為0．025%，在區間內可以認為是均勻分布的，包含因子k= √ 3，則 u（VB）=a/k=0．00025/√ 3×100L=0．0144L

3.3 tj的標準不確定度

tj的標準不確定度也是與量器的標準度有關。因此要想提高tj測量數值的準確度可以采用添加油溫感受器的方式來解決。具體來說，可以在加油槍的出口處和量器的主體部分上按照油溫傳感器隨時進行溫度的測量，這樣可以降低溫度測量導致的不準確性。

3.4 tB的標準不確定度

tj的標準不確定度也是與量器的標準度有關[3]。因此要想提高tj測量數值的準確度可以采用雙層真空保溫設備來解決。具體來說，使用雙層真空保溫設備將量器當中油溫的變化控制在一定的數值之內。通過實驗發現，使用雙層真空保溫設備可以在20分鐘內將油溫的變化控制在0．2℃之內，確保了油的溫度能夠不受周圍環境的影響，從而提高了tB的標準度。