低溫流量計示值誤差的測量不確定度評定

趙丹

（沈陽計量測試院，遼寧 沈陽 110000）

一、概述

（一）環境條件

環境溫度為（-10～40）℃，濕度為35%～85%，大氣壓力為（86～106）kPa，供電電源為（187～242）VAC，頻率為（50±1）Hz。

（二）試驗設備

試驗設備選用質量法低溫液體流量標準裝置，相對擴展不確定度Urel為0.15%（k=2）。

1.主標準器：電子天平，其準確度等級不低于Ⅱ級，應配備有效的檢定或校準證書。應按照最大稱重量的（1.2～2）倍選擇電子天平的最大稱量（Max），天平的最大稱重量由試驗液氮質量、低溫絕熱儲氣容器、管路及支架等總質量確定。

2.配套設備：低溫絕熱儲氣容器、標準砝碼、密度計、溫度變送器、壓力變送器，儲存和流經液氮的管路、閥門等應符合低溫管道設計要求。

（三）被校對象

準確度等級為0.5 級的科里奧利力質量流量計（低溫流量計）。

（四）測量方法和結果

利用質量法低溫液體流量標準裝置對低溫流量計進行校準，以液氮為試驗介質，在流量點為50kg/min 處進行10 次重復性試驗，記錄一定時間內主標準器電子天平讀取注入儲氣容器的流體質量與被校流量計的質量值，從而得出流量計的示值誤差及重復性，數據結果見表1 所示。

表1 流量點為50kg/min 的試驗數據

二、測量模型及不確定度傳播率

（一）數學模型

式中：M——被校低溫流量計示值，kg；Ms——電子天平示值，kg。

（二）相對靈敏系數

由于M 與Ms不相關，因此相對合成標準不確定度u c(E)為：

根據數學模型，得到相對靈敏系數：cr(Ms)=1，c r(M)=-1。

（三）不確定度分量

由式（2）可見，低溫流量計示值誤差E 的不確定度來源主要有：

1.質量法低溫液體流量標準裝置引入的不確定度分量u r(Ms)，采用B類評定；

2.被校低溫流量計測量重復性引入的不確定度分量u r（M），采用A類評定。

（四）不確定度評定

1.標準裝置引入的相對標準不確定度ur(Ms)

質量法低溫液體流量標準裝置的擴展不確定度為0.17%，包含因子為2，則相對標準不確定度為：

2.被校低溫流量計引入的相對標準不確定度ur（M）

（1）被校低溫流量計測量重復性引入的相對標準不確定度分量：

（2）被校低溫流量計分辨力引入的相對標準不確定度分量被校低溫流量計的分辨力為0.01kg，服從均勻分布，包含因子為，則有：

則被校低溫流量計引入的相對標準不確定度ur（M） ：

（五）合成標準不確定度計算

標準不確定度各分量互不相關，則示值誤差的相對合成標準不確定度uc為：

（六）相對擴展不確定度

取包含因子k=2，得到被校流量計的擴展不確定度為：

三、結果報告

用質量法低溫液體流量標準裝置檢定低溫流量計示值誤差測量結果的相對擴展不確定度為Urel=0.23%（k=2）。