转子流量计示值误差测量值的不确定度评定

本文介绍了转子流量计测量值不确定度的分析计算, 给出检测值的相对扩展不确定度。

JJG257-1994《转子流量计检定规程》。

罩子式气体流量标准装置。

气体转子流量计, 测量范围 (0.16~1.6) m/h, 2.5级。

利用钟罩式气体流量标准装置对转子流量计进行测量。有两种方法分别为排气法和进气法, 我们采用的排气法。气体从装置中经过流量计排出, 测量排出气体的体积、排出的时间以及装置内和流量计前面的气体压力和温度, 计算出流量计在刻度状态下的实际流量;

式中:pN, ps, ps—分别为标准状态下、装置内和流量计前的气体压力;

Ts, Tm—分别为装置内和流量计前的气体热力学温度;

TN—为20℃标准状态下气体热力学温度, T=293.15K。

流量计误差用引用误差表示:

式中:E—示值误差, %;

qvm—流量计的刻度流量, m/h;

qvs—流量计在刻度状态下的实际流量, m/h;

qvmax—流量计的上刻度流量, m/h。

三各输入量的标准不确定度评定

输入量qvm的不确定度主要是由对转子流量计进行重复性测量引入的, 采用A类方法进行评定。在0.8m/h (50%***大流量) 点处做10次重复性测量, 得到数据列 (m/h) :0.81, 0.82, 0.81, 0.81, 0.82, 0.81, 0.81, 0.81, 0.80, 0.80。

则其单次实验标准差为:

实际测量时, 在重复性条件下连续测量3次, 以3次测量算术平均值为测量结果, 因此

输入量qvs不确定度主要由流量标准装置 (钟罩) 、计时器的不确定度以及大气压、钟罩内压力温度、流量计表前压力、流量计前温度的测量引入的 (B类) 。

(1) 流量标准装置 (钟罩) 引入的不确定度u (V) 的评定

钟罩标准装置由上一级检测部门检定, 检定证书给出其符合0.5级技术要求, k=2, 则标准装置引入的不确定度:ui (V) =2=0.25%。

(2) 计时器引入的不确定度u (t) 的评定

计时器采用电子秒表, 其检定证书给出***大允许误差为±0.02%矩形分布, 则计时器引入的不确定度:

(3) 测量大气压力pN引入不确定度u (pN) 的评定。

大气压力是利用大气压力计进行测量的, 大气压力计由上级检定部门检定符合0.05级, 矩形分布, 则测量大气压力计引入的不确定度:

(4) 测量钟罩内气体压力рs引入的不确定度u (ps) 的评定

钟罩内气体压力测量采用U形管压力计, 检定证书给出符合1.0级技术要求, 矩形分布, 则其引入的不确定度:

(5) 测量流量计表前压力pm引入不确定度u (pm) 的评定

pm的测量采用的是U形管压力计测量其符合1.0级技术要求, 矩形分布, 则其引入的不确定度:

(6) 测量钟罩内温度TS引入的不确定度u (TS) 的评定

TS采用二等水银温度计进行测量, 上级检定证书给出Us=0.17%矩形分布则:

(7) 测量流量计前温度Tm引入的不确定度u (Tm) 的评定

Tm采用温度传感器进行测量, 上级检定证书给出其符合0.5级技术要求, 矩形分布, 则:

(8) 输入量qvs引入的标准不确定度u (qvs) 的计算

输入量qvs的各影响量均不相关, p是各影响量的指数, 分别为:

测量点为0.8m/h:则输入量qvs引入的标准不确定度为:qvs=0.72%×0.8m/h=0.576×10m/h

(1) 灵敏系数

(2) 标准不确定度一览表 (见表1)

表1    下载原表

(3) 合成标准不确定度

取k=2, 则扩展不确定度

气体转子流量计在0.8m/h流量点示值误差测量结果的开展不确定度为:Uyel=0.9%, k=2。