1 流量计法检定汽车油罐车容量的测量原理
流量计法检定汽车油罐车容量是根据检定规程JJG133-2005汽车油罐车容量进行的,被检汽车油罐可以认为是椭圆形罐体,检定时将标准流量计通水并稳定在选定的流量计的频率值上,通水时间在不少于3min后,按油罐标称容量75%~100%的容量值预置流量计的累计体积量(L)或脉冲数对油罐车进行容量检定,然后通过丁字尺读出空高值,得出检定时的空高值与容量的对应值,然后通过计算机按油罐车的几何形状计算出空高值每毫米对应的容量值。因检定油罐车容量的检定台地面为水平,可忽略因水平误差带来的影响。
2 数学模型
在检定油罐75%标称容量点时,20时容积计算:
(1)
式中:Vb0——油罐车75%标称容量值,L;VB——流量计显示体积值,L;β1——油罐的体胀系数,°C-1;t1——标称容量75%时油罐内的水温,°C;t2——流量计处的水温,°C;β2——水在t1~t2范围内的体胀系数,°C-1
在检定油罐75%~100%标称容量点时,20°C时容积计算:
(2)
式中:Vgi——在油罐标称容量的75%~100%范围内注入油罐内的容积值,L;VBi——流量计显示体积值,L;t1i——油罐内的水温,°C;t2i——流量计处的水温,°C。
检定油罐标称容量75%~100%时,各检定点20°C时容量值的计算:
(3)
式中:Vdi——检定油罐标称容量75%~100%时,各检定点容积值,L。
考虑各种因素对汽车油罐车容量测量的影响则有:

式中:V车——汽车油罐车容量的测量重复性不确定分量;V标——标准流量计本身的计量特性引起的不确定分量;V0——油罐的体胀系数不确定分量;VΔt——水温变化的不确定分量;V丁——丁字尺估读不准的不确定分量。
3 方差和传播系数
依方程:

求偏导:

4 标准不确定度分量的评定
为了便于定量分析和评定,以检定一台型号为10000L的汽车油罐车为例,根据JJG133-2005《汽车油罐车容量》的规定,测量条件为:0.1级标准流量计(流量计前后直管段应满足流量计的要求),测量时环境温度为:(5~35)°C。
4.1 标准不确定度A类的评定u1
该项来源于重复性试验,以10000L容量被检油罐车为例,在相同条件下,用标准流量计对被检油罐车100%标称容量点进行重复测量10次,以表1中数据来计算其不确定度。根据贝塞尔公式,计算实际标准偏差和平均标准偏差及A类不确定度:

将n=10代入
自由度:γ1=n-1=9
表1
4.2 标准不确定度B类的评定
(1)由标准流量计本身的计量特性引起的不确定度分量u2
(以10000L标称容量被检油罐车75%~100%之间平均测10个检定点为例)标准流量计的准确度为0.1级,正态分布,k=3,故标准不确定度为:

自由度为γ2=∞
(2)油罐的体胀系数的不确定度u3
油罐的体胀系数(一般为)β1=50´10-60C-1Δt=1°C均匀分布,标准不确定度为:

可靠性约为10%,故自由度为γ3=50
(3)水温变化的不确定度u4
水温差的变化为±1°C,β水=2´10-40C-1均匀分布,标准不确定度为:
可靠性约为10%,故自由度为γ4=50
(4)丁字尺估读不准的不确定度u5
丁字尺的最小分度值为1mm,空高值的测量次数不得少于两次,两次读数值之差不得大于1mm(以渝B62120号油罐车的前罐,0100132#丁字尺的检定记录为例)标刻线仪器估读到其最小分度的1/10,均匀分布,则有:

可靠性约为50%故自由度为γ5=2
4.3 标准不确定度分量汇总表
综上所述,得到各项不确定度分量和相关信息如表2所示。
表2 标准不确定度分量一览表
4.4 合成标准不确定度的评定
(1)合成标准不确定度uc
由于各项不确定度分量彼此独立,互不相关,因此合成标准不确定度为:对数学模型求偏微分,即

(2)相对合成标准不确定度

4.5 扩展不确定度
U=kuc,包含因子k=2
故扩展不确定度U=2´0.12%=0.24%
4.6 测量不确定度报告
综合以上分析,流量计法检定汽车油罐车的扩展不确定度U=0.24%,k=2。




