膜式燃氣表示值誤差測量結果的不確定度評定

雷志雯 王學軍

摘要：本文介紹了膜式燃氣表的鐘罩式氣體流量標準裝置檢定方法，對燃氣表示值誤差測量結果建立了數學模型，并對其測量不確定度進行評定。

Abstract： This paper introduces the verification method of bell cover type gas flow standard device to examine the membrane gas meter， establishes a mathematical model of the error measurement results of membrane gas meter and evaluates its uncertainty of the measurement.

關鍵詞：膜式燃氣表;鐘罩式氣體流量標準裝置;不確定度

Key words： membrane gas meter;bell cover type gas flow standard device;uncertainty

中圖分類號：TU996.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）29-0249-02

0? 引言

隨著我國城市化的加快和天然氣產量的不斷提高，天然氣市場真可謂是進入了日新月異的新階段。燃氣表已成為城市居民生活中計量核算的必用計量器具。所以膜式燃氣表其測量的準確性直接影響供氣雙方的貿易結算，國家計量法律法規將膜式燃氣表列入重點計量器具，實行強制檢定管理。我單位使用的是鐘罩式氣體流量標準裝置，本文就以鐘罩氣體流量標準裝置為例，根據JJG577-2012《膜式燃氣表檢定規程》，對膜式燃氣表示值誤差測量結果的不確定度進行評定。

1? 概述

①測量依據：JJG577-2012《膜式燃氣表》。

②環境條件：溫度（20±2）℃，相對濕度45%～75%，大氣壓（86～106）kPa。

③測量標準：鐘罩氣體流量標準裝置，測量范圍（0～30）m3/h，擴展不確定度Ur=0.2% （k=2）。

④被測對象：G16膜式燃氣表，測量范圍（0～25）m3/h，準確度等級：1.5級。

⑤測量過程：將燃氣表安裝在鐘罩氣體流量標準裝置檢測臺上，啟動裝置，降下鐘罩，根據鐘罩中排出的氣體體積和燃氣表顯示的氣體體積檢測各個流量點的示值誤差[4]。

⑥評定結果的使用：符合上述條件的測量結果，一般可直接使用本不確定度的評定結果。

2? 數學模型

膜式燃氣表示值誤差的數學模型如下：

式中：？啄—被檢表的示值誤差（%）;

Vm—燃氣表的示值（dm3）;

Vref—通過燃氣表的氣體實際值（dm3）。

3? 燃氣表示值的標準不確定度的評定

本評定結果以qmax點為例。

3.1 燃氣表的示值Vm引入的不確定度分量u1的評定

燃氣表的示值Vm的不確定度主要來源于被測燃氣表的測量重復性，采用A類評定方法。對被測燃氣表在qmax流量點連續測量10次，燃氣表的示值誤差測量結果如表1所示。

由測量重復性導致的測量結果Vm的A類標準不確定度為：

u1=0.0057%

3.2 鐘罩氣體流量標準裝置引入的不確定度分量u2的評定

鐘罩氣體流量標準裝置引入的不確定度分量u2由兩部分組成，分別為標準裝置定值引入的不確定度分量u（V1）和標準裝置讀數引入的不確定度分量u（V2），兩個分量均采用B類評定方法。

對于鐘罩氣體流量標準裝置定值引入的不確定度分量u（V1），根據其相關證書的信息可知，其擴展不確定度Ur=0.2%，包含因子k=2，則

u（V1）=Ur/k=0.2%/2=0.10%

與此同時，鐘罩氣體流量標準裝置在運行過程中，采用編碼器累計脈沖數來計算實際體積，檢定100L氣體累計8015個脈沖，估計讀數時誤差為3個脈沖，按均勻分布：

u（V2）==0.022%

由于u（V1）和u（V2）互不相關，因此鐘罩式氣體流量標準裝置引入的不確定度分量u2合成為：

4? 合成標準不確定度uc的評定

4.1 標準不確定度分量匯總表，如表2所示。

4.2 合成標準不確定度uc的估算

因標準不確定度各項分量互不相關，故合成標準不確定度uc的計算如下：

5? 擴展不確定度Ur的評定

取包含因子k=2，擴展不確定度Ur=k·u，則擴展不確定度Ur為：

Ur=k·uc=2×0.102%= 0.204%≈0.20%

6? 擴展不確定度的報告與表示

膜式燃氣表在qmax點的示值誤差測量結果的擴展不確定度為：

Ur =0.20%? ? ? ? k=2

7? 結語

測量不確定度評定是測量技術的重要概念，也是保證計量檢定的重要要素，被我國納入法制計量管理范疇。本文以鐘罩氣體流量標準裝置對燃氣表進行檢定的數據為基礎，結合JJG577-2012《膜式燃氣表》檢定規程的要求，對膜式燃氣表示值誤差測量結果的不確定度進行分析和評定。

參考文獻：

[1]劉家彤.膜式燃氣表誤差的快速檢定技術研究[D].中國計量學院，2014.

[2]湯志彪，錢永安，龔寰平.淺析膜式燃氣表與超聲波燃氣表的計量誤差特性曲線[J].計量技術，2019.

[3]車磊，梁芳.IC卡家用膜式燃氣表示值誤差測量結果不確定度評定[J].計量與測試技術，2013.

[4]孔令云.膜式燃氣表示值誤差測量結果不確定度評定[J].上海煤氣，2013.

[5]周兵，佟海軍.基于鐘罩式氣體計量器的煤氣表檢定儀的設計[J].工業計量，2006.

[6]Hae M C， Kyung-Am P， Youn K O， Yong M C. Uncertainty evaluation procedure and intercomparison of bell provers as a calibration system for gas flow meters[J] . Flow? Measurement and Instrumentation， 2010.