電磁流量計測量結(jié)果不確定度評定 發(fā)布時間:2021-1-21 08:24:49
摘要:該文依據(jù)JJG1033-2007《電磁流量計檢定規(guī)程》,通過建立數(shù)學(xué)模型,對電磁流量計測量結(jié)果示值誤差的不確定度分量分析和計算,并進行評定和表示。 0概述 (1)測量依據(jù):JJG1033-2007《電磁流量計檢定規(guī)程》。 (2)測量環(huán)境條件:環(huán)境溫度18.5℃,水溫18.0℃。測量標(biāo)準(zhǔn):0.05級DN(15~600)mm水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置; (3)被測對象:電磁流量計,規(guī)格:DN80mm,量程范圍為(8~80)m3/h,實際檢測流量點qmax=77.284m3/h、0.75qmax=59.071m3/h、0.5qmax=40.227m3/h、0.25qmax=21.778m3/h、qmin=8.006m3/h。 (4)測量方法:將電磁流量計水平安裝于水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置,調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥,用公稱流量通水,將水注入工作量器,讀出電磁流量計顯示讀數(shù),比較電磁流量計過水量與工作量器記錄的實際水量計算示值相對誤差。 1建立數(shù)學(xué)模型 1.1電磁流量計的基本誤差(相對示值誤差) 計算公式為: 式(1)中:Eij--第i檢定點第j次檢定被檢流量計的相對示值誤差,%; Qij--第i檢定點第j次檢定時流量計顯示的累積流量值,m3; (Qs)ij--第i檢定點第j次檢定時標(biāo)準(zhǔn)器換算到流量計處狀態(tài)的累積流量值,m3。 1.2由標(biāo)準(zhǔn)器換算到流量計處狀態(tài)的累積流量值 由標(biāo)準(zhǔn)器換算到流量計處狀態(tài)的累積流量值為: 式(2)中:(Qs)ij--第i點第j檢定流過被檢表的累積體積流量,m3; Vs--標(biāo)準(zhǔn)器給出的實際累積體積流量,m3; β--檢定用液體在檢定條件下的體膨脹系數(shù),取2.0×10-4℃-1; θs--第i點第j檢定時標(biāo)準(zhǔn)器處的液體溫度,現(xiàn)場校準(zhǔn)時θs=18.0℃; θm--第i點第j檢定時流量計處液體的溫度,現(xiàn)場校準(zhǔn)時θs=18.5℃; κ--檢定用液體在檢定條件下的壓縮系數(shù),Pa-1; ps--第i點第j檢定時標(biāo)準(zhǔn)器處的液體壓力,Pa; pm--第i點第j檢定時流量計處的液體壓力,Pa; 對于體積流量(Qs)ij的計算,由于水的體積壓縮系數(shù)很小,當(dāng)壓力變化不大時,可將水看作是不可壓縮流體[3],因此實際計算時式(2)可簡化為: 1.3不確定度分量的計算 (1)水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度u(Vs)和靈敏系數(shù)c(Vs) 查閱證書得知,水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度:Urel=0.05%,k=2;則ur(Vs)=0.025%,以原始記錄中的測量點0.5qmax=40.227m3/h為例,此時標(biāo)準(zhǔn)體積的平均值為2.931m3,則: u(Vs)=2.931×0.025%=7.2375×104m3 (7) 靈敏系數(shù): c(Vs)=1-β(θs-θm)=1-2.0×10-4(18.0-18.5)=1.0001≈1 (8) 則: c(Vs)×u(Vs)=7.2375×10-4m3 (9) (2)檢測介質(zhì)水體膨脹系數(shù)的不確定度u(β)和靈敏系數(shù)c(β) 查閱資料知溫度在(0~30)℃范圍內(nèi)水的體膨脹系數(shù)的界限為±0.5×10-4℃,假定滿足矩形分布,則: 靈敏系數(shù): c(β)=Vs(θs-θm)=3×0.5=1.5m3·℃-1 (11) 則: c(β)×u(β)=0.4335×10-4m3 (12) (3)標(biāo)準(zhǔn)器處液體溫度引入的不確定度u(θm)和靈敏系數(shù)c(θs) 水溫測量所用溫度計其誤差限為±0.2℃,假定滿足矩形分布則 靈敏系數(shù): c(θs)=Vsβ=3×2×10-4=6×10-4m3·℃-1 (14) 則: c(θs)×u(θ)=0.69×10-4m3 (15) (4)被檢流量計處液體溫度引入的不確定度u(θm)和靈敏系數(shù)c(θm) 水溫測量所用溫度計其誤差限為±0.2℃,假定滿足矩形分布,則 靈敏系數(shù): c(θm)=Vsβ=-3×2×10-4=-6×10-4m3·℃-1 (17) 則: c(θs)×u(θ)=-0.69×10-4m3 (18) (5)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(Qs)和相對不確定度ur(Qs)由公式(1)知: 1.4測量重復(fù)性引入的不確定度 對電磁流量計相對示值誤差試驗做了三次重復(fù)測量,測量結(jié)果如下:0.15%;0.13%;0.20%。利用貝塞爾公式: 則平均值試驗標(biāo)準(zhǔn)偏差: 2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴展不確定度 計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度: 3不確定度來源分析一覽表 根據(jù)原始記錄和1.3中公式分別對被檢表五個流量點引入的不確定u(Qs)和測量測量重復(fù)性引入的不確定度u(Ei)進行不確定計算分析,如表1所示。 4擴展不確定度匯總表 5結(jié)論 本次不確定度評定選取的是帶換向器的靜態(tài)容積法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置,依據(jù)JJG1033-2007《電磁流量計檢定規(guī)程》對五個流量點進行校準(zhǔn)和不確定度評定,保證量值傳遞的一致性和正確率,以期為排污收稅、貿(mào)易結(jié)算等提供合法有效的計量技術(shù)支撐
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