涡街流量计K系数测量结果的不确定度评定|问题解

一、概述

 

标准表法测量流量计依据JJG1029-2007《涡街流量计检定规程》，在检定过程中，将流量分别调到规程要求的流量值，运行至流体状态稳定。 计算机同步采集相应量值并进行数据处理， 直接输出被检流量计的平均仪表系数K和相对误差E及重复性E_r。 本次试验是在温度为23℃、湿度为50%RH、大气压力为100.123kPa的环境下进行的。 气体流量标准装置主要由流量标准器、试验管路、流体发生源、计时器、控制设备及数据合成采集处理系统组成，型号为LJX-1Q；其流量测量范围为（1～7000）m³/h，测量口径为DN25～DN300mm；不确定度为0.50%，k=2，被测对象是DN100的涡街流量计，其测量范围是（100～1000）m³/h。
 
二、测量模型
 

式中：K_ij—第i检定点第j次检定的系数，（m³）^-1；N_ij—第i检定点第j次检定时流量计测得的脉冲数 ；N_sij—第i检定点第j次检定时标准装置测得的脉冲数；K_sij—第i检定点第j次检定时标准表的系数，（m³）^-1；p_s、p_m—第i检定点第j次检定时装置标准器处和流量计处的流体压力，Pa；T_s、T_m—第i检定点第 j次检定时装置标准器处和流量计处的气体热力学温度，K；Z_s、Z_m—第i检定点第j次检定时装置标准器处和流量计处的气体压缩因子。
由于本装置计算过程将压缩因子之比近似为1，所
 
以其产生的不确定度可忽略，则式（1）可用式（2）代替：
 

三、标准不确定度评定
 
1.标准表K系数引入的标准不确定度上级技术机构出具的检定证书给出标准表K系数的扩展不确定度U_c=0.47%，k=2，则其标准不确定度：u1= ^0.47% =0.235% 2
 
2.标准表处气体温度测量的标准不确定度标准器处的温度变送器的测量范围是0~50℃，准确度等级为0.2℃，按矩形分布考虑，则其标准不确定度：
 

 
3.标准表处气体压力测量的标准不确定度标准器处的压力变送器的测量范围是0~1.6MPa，准确度为0.10%，按矩形分布考虑，则其标准不确定度：0.1%u₃=  _% ×100%=0.058%
姨 3
 
4.标准表脉冲接收带来的标准不确定度设标准表脉冲计数误差为0.1%， 按矩形分布考虑，则其标准不确定度：
0.1%
u₄=  _% =0.058%
姨 3

7.被检表处气体压力测量的标准不确定度被检表处的压力变送器测量范围是0~1.6MPa，准确度为0.2%，按矩形分布考虑，则其标准不确定度：

8.被检表脉冲接收带来的标准不确定度设被检表处脉冲计数误差为0.1%，按矩形分布考虑，则其标准不确定度：

9.被检表测量重复性带来的标准不确定度评定该不确定度是由于被测流量计的测量重复性引入的，可通过在重复性条件下测量给出。 具体测量数据Ki系数如表1所示。单次测量的实验标准差使用贝赛尔公式计算：

流量测量中， 通常采用相对值表达测量结果，因此也以相对标准偏差的方法来表达：s（Er）=1K×s（K）据 此 得 出 4 个 测 量 点 的 标 准 不 确 定 度 分 别 为0.103%、0.049%、0.087%、0.097%，取***大0.103%。四、合成标准不确定度各不确定因素造成的不确定度数据汇总如表2所示。因 各 项 标 准 不 确 定 度 互 不 相 干 ， 故 表 中 ui=u21+u22+u23+u24+u25+u26+u27+u28+s2（Er）%姨 ，计算所得数据如表2所示。

五、扩展不确定度取k=2，U=kui，得出扩展不确定度分别为0.62%。