關于流量積算儀測量結果的不確定度分析和處理

王曉霞 張琳 蔡明璇

青島市計量技術研究院 山東青島 266071

目前許多城市，冬季集中供熱仍然使用流量積算儀、壓力/差壓變送器、鉑電阻和渦街流量傳感器等作為供熱用基本儀表，作為貿易結算依據。隨著本市“節能降耗”要求的實施，儀表測量的準確度要求也隨之提高?，F就流量積算儀的測量結果來做其不確定度分析，為工業生產控制及節能降耗提供準確計量數據，以便更好地指導生產，創造經濟效益。

1 流量積算儀的工作原理

通過對與之配套的流量變送器、流量傳感器和其他變送器（溫度、壓力等）輸出電信號的采集，用一定的數學模型計算出瞬時流量、累計流量等，并進行顯示和儲存。有的積算儀還具有將瞬時流量轉換成電信號進行輸出和進行定量控制的功能。

與之配套的傳感器通常有標準節流裝置、渦輪、渦街、電磁、超聲波流量傳感器或變送器等，以及補償用的壓力變送器、差壓變送器、溫度變送器等。

積算儀的輸入信號一般有模擬信號和脈沖信號兩種形式。這里采用信號發生器、熱工儀表校驗儀以及直流電阻箱作為標準信號輸入設備，工作電源為220伏穩壓交流電源。現就最為常見的配渦街式流量傳感器的流量積算儀為例，討論一下其不確定度。

2 數學模型

3 靈敏系數

4 不確定度分析如下

不確定度來源：各標準信號輸入設備的不確定度和被測儀表測量重復性引入的不確定度。

（1）熱工儀表校驗儀DN081的不確定度：0.02%根據均勻分布考慮：

（2）熱工儀表校驗儀DNP71的不確定度：0.02%根據均勻分布考慮：

（3）多功能測試儀的不確定度：0.001%，根據均勻分布考慮：

（4）直流電阻箱的不確定度：0.02% 根據均勻分布考慮：

（5）電子秒表的不確定度：0.001%根據均勻分布考慮：

（6）由被測儀表測量重復性引入的標準不確定度分量：

（式中S的獲得方法如下：為得到本標準的重復性，取一臺積算儀測量10次，在輸入頻率F=50Hz，溫度C=200℃，壓力P=0.9MPa下，輸出瞬時流量如表：

次數 輸出L（t/h） 次數 輸出L（t/h）1 4.4300 6 4.4297 2 4.4302 7 4.4298 3 4.4304 8 4.4301 4 4.4297 9 4.4299 5 4.4301 10 4.4300

5 擴展不確定度U

（1）當流量輸入信號為脈沖信號時，其用到的是熱工儀表校驗儀、信號發生器、直流電阻箱，所以結果如下：

1.瞬時量：

2.累積量：

（2）當流量輸入信號為模擬信號時，其用到的標準器是2臺熱工儀表校驗儀、直流電阻箱，結果如下：

1.瞬時量：

2.累積量：

6 溫度與壓力的誤差計算方法

我們可以用excel的計算功能來實現計算。根據誤差計算方法：（測量值-理論值）＊100/量程，每次只需要輸入各個檢定點的實際測量值，然后取每個點的測量結果的超差最大的值，“最大誤差”就自行生成。注意：這里的溫度和壓力的誤差，均為引用誤差。

7 流量誤差的計算方法

瞬時流量時根據工作方式選擇合適的計算公式，流量的“標準值”通過公式計算后，得出數值，自動寫入對應的位置。這里“標準值”是根據瞬時流量計算公式Q=3600＊ρ＊f/k算出，需要檢定人員填寫的部分為流量信號、補償信號、密度和顯示值，那么“標準值”自行生成?！罢`差%”是指相對誤差，即（顯示值-標準值）×100/標準值。檢定累積流量時，人員可以給定最大流量的輸入信號f和需要累積的時間，那么EXCEL可自動生成“積算標準值”的數值。人員讀出初始值和終止值后，差值也由EXCEL計算后自動填入，誤差的計算方法同瞬時流量。

8 結語

流量積算儀是一種多參量綜合計算的儀表，其最終結果的準確度是各個參量的綜合誤差，我們在檢定流量積算儀時，務必考慮到各個參數的準確性是否符合其準確度要求，輔助參數溫度和壓力，直接影響計算公式中的密度數值，所以確保密度的數值是在可控范圍內即可，流量的輸入信號頻率和電流，是結果的最直接的影響因素，對于貿易結算用的流量積算儀，其準確度要求比較高，一般來說控制在0.5級以內即可。