用容积式流量计做标准表检定水表试验装置工作量器的实验

   2024-02-18 互联网1090
核心提示:国内外的流量生产厂已广泛应用标准表串联对比法检定各种类型的流量计,但用流量计做标准检定工作量器的容积示值,还很少见。因

    国内外的流量生产厂已广泛应用标准表串联对比法检定各种类型的流量计,但用流量计做标准检定工作量器的容积示值,还很少见。因为从量值传递观点分析,一般是由高准确度等级向低准确度等级传递,而容积式流量计的准确度等级通常为0.2、0.5、1级。被检工作量器容积示值的准确度等级大多数为0.2、0.5级,对于工作量器的检定方法一般均采用标准量器容积比较法,即用已知容积值的高准确度的标准量器(通常用二等标准金属量器,准确度为0.025%),用水做介质,注入被检工作量器(量入法),在考虑到温度修正的前提下,比较出工作量器容积示值的误差大小,用该方法检定工作量器的容积示值,无疑是可靠和可信的,但是在实际中,经常会遇到这样的困难,例如(80~200)mm水表试验装置所配置的工作量器,最大量限定5m3,高3m左右,已在实验室固定,利用标准量器容积比较法(量入法)需将标准量器架高,实际中多有不便,甚至无法采用量入法进行检定(如室内高度不够),采用量出法则需要配置密封量器及稳压气源等。此时,能否采用容积式流量计作为标准,在对其限定使用条件下实际标定后,采取必要的技术措施,以实现对工作量器进行比对。

    众所周知,容积式流量计是一种定量计量液体容积的流量计,它具有结构简单、适用性强、计量准确度等级高、重复性好等特点。如果假定流量计每循环一周,排出的流体体积为V0,当循环次数为N,则便有体积V的流体流入流量计(流量计示值),V=V0N,V的误差,其特性属于大小和方向恒定的系统误差Ψ,而某一流点下的重复性表征的是任意一次测量数据偏离实际值的离散程度(这里用算术平均值代替),其特性属A类不确定度φ,并且Ψ通常要比φ大几倍,甚至一个数量级。如果我们采取措施,限定流量计的使用条件(用水做介质,一个流量点),在该条件下用高精度的标准量器(或直接用水流量标准装置)对流量计显示值V进行多次重复检定,确定出其流量系数Ln=V实/V,并用多次测量的平均流量计系数L=(L1+L2+…+Ln)/n,作为流量计容积示值的修正系数,便可基本消除Ψ的影响,大大提高流量计在给定使用条件下的准确度。若在该条件下对流量计该流量点多次重复测量的φ较小,小到被检工作量器的1/3,而该流量计在限定使用条件下使用,便可作为标准,传递被检工作量器的容积示值。

    这里以我们选用的椭圆齿轮流量计为例:口径25mm,流量范围(0~6)m3/h,标称准确度级别0.5级,合肥仪表厂生产。

    根据选用的流量计用水做介质的误差-流量特性曲线(该曲线由生产厂给出)选定最佳使用点(检定点)。故我们选定0.6Qm为限定的流量点。

    一、在限定的流量点下,对流量计进行多次重复检定

    用二等标准量器做标准,在25mm口径水表检定装置上组成检定系统,在限定的流量点下,对流量计进行多次重复检定,确定出其平均流量计系数及不确定度。

    检定数据见表1。平均流量计系数L=1.001,单次测量的标准偏差Q=0.05,不确定度δ=0.067%(置信概率99%)。

    表1 检定数据

检定点流量计示值量器容积值流量计处水温量器内水温流量计系数3.5m3/h299.85300.1516.516.61.0010300.85300.3016.616.61.00083299.70300.0516.716.81.0012299.90300.1216.716.81.00073300.20300.5016.816.851.0010300.10300.4516.816.851.0012

    二、分别对三家水表试验装置的工作量器进行对比性实验

    在被选流量计的流量计参数及重复性被确定后,用流量计容积比较法(流量计示值乘平均流量计系数)及标准量器容积比较法,分别对三家水表试验装置的工作量器(5m3)进行了对比性实验,结果见表2。

    表2 对比实验结果

检定点第一家数据比对第二家数据比对第三家数据比对流量计容积值标准量器容积值相对误差流量计容积值标准量器容积值相对误差流量计容积值标准量器容积值相对误差45004502.04505.50.08%4497.04500.50.08%4506.04503.50.06%48004802.54803.80.03%4798.04801.50.07%4807.04804.40.05%50004998.05002.00.08%4998.05002.30.09%5010.05006.50.07%

    三、实验结果分析

    1.用椭圆齿轮流量计作为标准与标准量器容积比较法的实验结果吻合得比较好,任意一个检定点的相对误差均在0.09%以内,满足水表试验装置工作量器0.2%及0.5%的检定要求。

    2.只要严格限定流量计的使用条件,在该条件下进行检定后,依据检定确定的流量计系数进行修正并在该条件下使用的对比方法。

    3.流量计重复性满足要求即可,当然选择高精度的流量计将会提高其可靠程度。

    4.用流量计法检定工作量器比标准量器比较法时间上节省80%,大大降低了检定成本,又保证了检定质量,可广泛应用于(1~10)m3各种工作量器的检定。


 
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