一、测量过程简述
1.测量依据
JJG198-1994《速度式流量计》检定规程。
2.测量环境条件
大气温度一般为5℃¯35℃;大气相对湿度一般为45%¯85%;大气压力一般为(86¯106)kPa。
3.测量标准
标准表法气体流量标准装置,型号QLJ-I;测量范围为DN50¯DN300;不确定度为0.50%,k=2。
4.被测对象
应力式涡街流量传感器(流量计);DN=80mm。流量范围为(105.68¯674.23)m3/h;类型:A类。
5.测量方法
将被检表用夹表器装夹在对应的管线上,使气体流经标准流量计和被检流量计,在检定过程中,通过同步采集到的相应量值,进入计算机系统,利用计算机进行数据处理,并直接输出被检流量计的平均仪表系数K和相对误差EL及重复性s(Er)。
6.评定结果的使用
符合上述条件的测量结果,一般可直接使用本不确定度的评定方法。
二、数学模型
由于本装置采用计算机一体化,因此,数学模型可简化为
K=KL
式中:K———被检流量计的仪表系数,(m3)-1;
KL———用自动化的标准装置测量被检流量计所得的仪表系数,(m3)-1。
三、各输入量的标准不确定度的评定
输入量KL的标准不确定度来源主要有两个方面:(1)标准装置引入的不确定度ur(E1),采用B类评定。(2)在重复性条件下,由被检流量计测量不重复(分散性)引入的不确定度ur(Er),采用A类评定。
1.由输入量KL引入的不确定度ur(Er)
该不确定度主要是由于被检流量计的测量不重复引起的,可通过在重复性条件下重复测量给出。选用1台口径为DN80、型号LUGB-2408、脉冲输出的应力式涡街流量传感器。该流量计平均仪表系数K,在重复性条件下连续测量9次(n=9),测量结果如表1所示。
单次测量的实验标准差使用贝塞尔公式计算:

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。

自由度ν1=n-1=8
2.由输入量KL引入的不确定度ur(E1)
该不确定度主要是标准装置所引起的。自动化装置运算过程的数学表达如下:
(1)流量计算公式
对于标准表法检定气体流量时
Vij=Vs·C
式中:Vij———第i检定点第j次检定时测得的标准器处流体实际体积,m3或L;Vs———第i检定点第j次检定时标准器读出体积,m3或L;C———第i检定点第j次检定时标准流量计的修正系数。该修正系数按标准流量计的使用要求确定。

(2)流量计每个检定点每次检定的仪表系数Kij

式中:Kij———第i检定点第j次检定的系数,(m3)-1或L-1;NIj———第i检定点第j次检定时流量计显示仪表测得的脉冲数;pa———检定时的大气压力,Pa;(ps)ij、pij———第i检定点第j次检定时标准器处和流量计处的流体表压力,Pa。对于开放式标准器,ps=0;(ts)ij、tij———第i检定点第j次检定时气体流量计处和标准器处的流体温度,℃;Zij、(Zs)ij———第i检定点第j次检定时气体流量计处和标准器处的气体压缩系数。
每个检定点的平均仪表系数Ki

流量计的仪表系数K

式中:(Ki)max———各检定点的系数Ki中的最大值,(m3)-1或L-1;(Ki)min———各检定点的系数Ki中的最小值,(m3)-1或L-1。
(3)流量计的相对示值误差(线性度)EL

由运算过程可知,装置的主要误差来源主要是由标准流量计的测量误差、一体化温度变送器的测量误差、差压变送器的测量误差装置的稳定性等引起的。辽宁省计量科学院在检定该装置时已将以上各不确定度因素考虑在内,并给出扩展不确定度0.50%,k=2。因此,本次评定不再考虑自动化装置运算过程的数学关系和具体的不确定度分量。则由装置误差引起的标准不确定度
ur(E1)=0.50%/2=0.25%
其不确定度数据来源于上级检定证书,估计

则自由度
3.输入量KL引入的不确定度ur(KL)
以上两项不确定度彼此不相关,其标准不确定度ur(KL)为

四、合成标准不确定度及扩展不确定度的评定
1.灵敏系数
对于数学模型K=KL的灵敏系数:

2.各不确定度分量汇总及计算表(不确定度一览表如表2所示)

3.合成标准不确定度的计算
对于数学模型K=KL,则其相对合成标准不确定度ucrel为:
ucrel=ur(KL)=0.252%
4.合成标准不确定度的有效自由度
有效自由度νeff=ν=51
取νeff=50
五、测量结果不确定度的报告与表示
按p=95%,νeff=50,查t分布值表得t95(50)=2.01,所以包含因子kp=2.01,故相对扩展不确定度:
U95rel=kpucrel=2.01×0.252%≈0.6%
该流量计平均仪表系数测量结果不确定度表示为:平均仪表系数K=2383.36(m3)-1;U95rel=0.6%;νeff=50作者单位




