一、概述

1.測(cè)量依據(jù)

JJG1003-2005《流量積算儀》檢定規(guī)程。

2.測(cè)量環(huán)境條件

溫度:20.8℃；濕度:52%RH。

3.主要標(biāo)準(zhǔn)

過(guò)程校驗(yàn)儀(0.025%)、過(guò)程信號(hào)發(fā)生器(0.02%)、標(biāo)準(zhǔn)電阻箱(0.02%)。

4.被測(cè)對(duì)象

0.5級(jí)流量積算儀。

5.測(cè)量過(guò)程

在規(guī)定的測(cè)量環(huán)境條件下，按照J(rèn)JG1003-2005中的接線(xiàn)圖連接各種設(shè)備，模擬一定的溫度、壓力，輸入流量信號(hào)并記錄下積算儀顯示的對(duì)應(yīng)流量值，按照公式計(jì)算出誤差值。

二、數(shù)學(xué)模式

式中:q——該流量檢定點(diǎn)的流量積算儀示值；qs——該流量檢定點(diǎn)的流量的理論計(jì)算值；qmax——該積算儀在設(shè)計(jì)狀態(tài)下的*大流量。其中在實(shí)際使用中，上式可以簡(jiǎn)化為，其中k為一常數(shù)。故

三、標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

舉例如下:某廠(chǎng)使用差壓流量計(jì)來(lái)計(jì)量過(guò)熱蒸汽，流量積算儀為HR-WP-WL，它的工藝條件如下:*大流量為22000kg/h，工作絕壓為0.9MPa，工作溫度為230℃，密度為4.0293kg/m3，差壓為25000Pa，壓力上限為1.6MPa。在設(shè)計(jì)狀態(tài)下，檢定滿(mǎn)量程點(diǎn)。根據(jù)設(shè)計(jì)書(shū)可以計(jì)算出k=2.192。

式中:qs——該流量檢定點(diǎn)的流量的理論計(jì)算值，t/h；k——按孔板設(shè)計(jì)書(shū)導(dǎo)出的參數(shù)，表內(nèi)設(shè)置；Δp——節(jié)流件的差壓，kPa；ρ——蒸汽密度，kg/m3。

1.q的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

(1)測(cè)量重復(fù)性帶來(lái)的不確定度

在相同的條件下重復(fù)測(cè)量10次，流量值(單位:t/h)分別為22.00、22.01、22.00、22.02、22.00、22.00、22.02、22.02、22.01、22.02。則測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值為

單次測(cè)量q1的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為

(2)儀表分辨力帶來(lái)的不確定度

積算儀共6位顯示，其中小數(shù)位為兩位，*小分辨力為0.01t/h，可以認(rèn)為在此區(qū)域內(nèi)均勻分布，則

(3)在JJF1033-2008《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》附錄C——計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核中有關(guān)技術(shù)問(wèn)題的說(shuō)明C.1.4中規(guī)定:“被測(cè)儀器的分辨力也會(huì)對(duì)重復(fù)性測(cè)量有影響。在不確定度評(píng)定中，當(dāng)重復(fù)性引入的不確定度分量大于被測(cè)儀器的分辨力引入的不確定度分量時(shí)，可以不考慮分辨力引入的不確定度分量。本例中可以忽略?xún)x表分辨力帶來(lái)的不確定分量。所以u(píng)(q)=0.00943t/h

2.Δp的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

在積算儀檢定中用過(guò)程信號(hào)發(fā)生器輸出的標(biāo)準(zhǔn)電流模擬差壓信號(hào)，輸出電流I的準(zhǔn)確度為0.02%。可認(rèn)為輸入量I在此區(qū)域內(nèi)服從均勻分布，則

u(Δp)=1.5625×0.00231=0.00361kPa

3.ρ的不確定度的評(píng)

過(guò)熱蒸汽的密度ρ與溫度及壓力兩個(gè)因素相關(guān)，即ρ=f(t，p)，通用使用工業(yè)用1967年IFC公式。

(1)輸入量t的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

標(biāo)準(zhǔn)電阻箱的準(zhǔn)確度為0.02%，使用的是Pt100的鉑熱電阻，查表得230℃時(shí)的阻值為186.84Ω。該處誤差為186.84×0.02%=0.0374Ω，可以認(rèn)為在此區(qū)域內(nèi)作均勻分布，故不確定度為

經(jīng)查Pt100表得到該點(diǎn)附近梯度為2.7778℃/Ω，輸入量t引起得標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

u(t)=0.0216×2.7778=0.0600℃

(2)輸入量p的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

在流量積算儀檢定中用標(biāo)準(zhǔn)電流模擬壓力:，輸入量I的準(zhǔn)確度為0.025%，可以認(rèn)為在此區(qū)域內(nèi)作均勻分布，，，合成u(P)=0.00289×0.1=0.000289MPa。

(3)由于IFC1967公式比較復(fù)雜。在此采用數(shù)值方法來(lái)計(jì)算靈敏系數(shù)，即當(dāng)溫度與壓力分別有一個(gè)小增量時(shí)將導(dǎo)致密度的變化，其比值即為靈敏系數(shù)。

蒸汽工況由230℃升為231℃，壓力不變，此時(shí)查水蒸氣密度表用線(xiàn)性?xún)?nèi)插求得密度為4.0202kg/m3。

蒸汽工況由0.9MPa升為0.90005MPa，溫度不變，此時(shí)查水蒸氣密度表用線(xiàn)性?xún)?nèi)插求得密度為4.0295kg/m3。

四、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

1.靈敏系數(shù)

數(shù)學(xué)模型

2.標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表(見(jiàn)表1)

表1 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表

五、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算

六、擴(kuò)展不確定度的確定

取k=2，U=2×0.000463=0.000926×****=0.0926%，取0.1%。

七、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析可知，這次流量積算儀測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為0.1%(k=2)。分析過(guò)程已經(jīng)考慮了各個(gè)影響因素，解決了與熱電阻、壓力變送器配套使用在過(guò)熱蒸汽流量計(jì)量中的流量積算儀的不確定度的分析問(wèn)題。另外，在檢定中要盡量把溫壓設(shè)置在蒸汽密度表上能直接找到的數(shù)據(jù)點(diǎn)，力爭(zhēng)減小由于蒸汽密度的取值而帶來(lái)的不確定因素，以得到*佳的測(cè)量結(jié)果。