摘要:對(duì)6臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，采用線性內(nèi)插和曲線擬合方法，比較兩種方法計(jì)算結(jié)果的不確定度，結(jié)果表明采用曲線擬合的方法對(duì)渦輪流量計(jì)的誤差評(píng)定更符合流量計(jì)的儀表特性，且引入更低的不確定度。
0前言
　　標(biāo)準(zhǔn)表法流量裝置是指流體在相同的時(shí)間間隔內(nèi)連續(xù)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)和被檢流量計(jì),用比較的方法確定被檢流量計(jì)的精度的方法。裝置由流體源、試驗(yàn)管路系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)、流量調(diào)節(jié)閥以及輔助設(shè)備等組成,方便量值傳遞、擴(kuò)大流量范圍、節(jié)約投資和提高檢定效率。渦輪流量計(jì)具有精度高、響應(yīng)快、測(cè)量范圍寬和壓損小等優(yōu)點(diǎn)，“常作為標(biāo)準(zhǔn)器應(yīng)用在標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置中。
　　根據(jù)JJC643-2003《標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置》可知，利用標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)流量計(jì)進(jìn)行檢定時(shí),選取量程內(nèi)的固定幾個(gè)流量點(diǎn)作為檢定點(diǎn),檢定點(diǎn)與被檢流量計(jì)工作時(shí)的實(shí)際流量點(diǎn)不一-致,即非定點(diǎn)使用的情況。非定點(diǎn)使用的流量計(jì),需基于檢定點(diǎn)的不確定度對(duì)未檢定流量點(diǎn)的不確定度進(jìn)行評(píng)估，不同的評(píng)估方法對(duì)不確定度的引入存在差別。本文對(duì)6臺(tái)渦輪流量計(jì)的校準(zhǔn)結(jié)果為參考,采用線性內(nèi)插和曲線擬合兩種方法對(duì)比，分析兩種評(píng)估方法。
1渦輪流量計(jì)
　　渦輪流量計(jì)是一-種流量測(cè)量?jī)x表,流動(dòng)流體的動(dòng)力驅(qū)使渦輪葉片旋轉(zhuǎn),其旋轉(zhuǎn)速度與體積流量近似成比例。通過(guò)流量計(jì)的流體體積示值是以渦輪葉輪轉(zhuǎn)數(shù)為基準(zhǔn)的。使用儀表系數(shù)K計(jì)算流量計(jì)示值誤差的為A類,使用累積流量計(jì)算流量計(jì)示值誤差的為B類。
1.1使用儀表系數(shù)K計(jì)算示值誤差

式中:Ki——檢定點(diǎn)的平均儀表系數(shù)，(m3)-1或L-1;
Kij——第i檢定點(diǎn)第j次檢定的系數(shù)，(m3)-1或L-1;
Nij——第i個(gè)檢定點(diǎn)第j次檢定時(shí)流量計(jì)顯示儀表測(cè)得的脈沖數(shù);
Vij——第i個(gè)檢定點(diǎn)第j次檢定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)
得的實(shí)際體積,m3或L;
i-——1,2,...m,m.為檢定點(diǎn)數(shù)，m≥3;
j--1,2...n,n為檢定點(diǎn)數(shù),n≥3。
渦輪流量計(jì)的儀表系數(shù)K:

　　式中:(Ki)max——流量計(jì)在qt和qmax流量范圍各流量檢定點(diǎn)的Ki中的最大值,(m3)-1或L-1;
(Ki)min——流量計(jì)在qi和qmax流量范圍各流量。檢定點(diǎn)的Ki中的最小值,(m3)-1或L-1。
1.2使用累積流量計(jì)算流量計(jì)的相對(duì)示值誤差

式中:Eij——第i檢定點(diǎn)第j次檢定被檢流量計(jì)的相對(duì)示值誤差,%;
Vij——第i檢定點(diǎn)第j次檢定時(shí)流量計(jì)顯示的累積流量值,m3;
(Vs)ij——第i檢定點(diǎn)第j次檢定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)器換算到流量計(jì)處狀態(tài)的累積流量值,m'。
第i檢定點(diǎn)被檢流量計(jì)的相對(duì)示值誤差(見(jiàn)表1):

2誤差評(píng)估方法.
2.1線性內(nèi)插
　　渦輪流量計(jì)的理想特性是假定渦輪處于勻速運(yùn)動(dòng)的平衡狀態(tài)，并且機(jī)械摩擦阻力矩和流體對(duì)渦輪的阻力矩均可忽略的條件下，儀表系數(shù)與流量之間的關(guān)系為線性。
　　對(duì)于非定點(diǎn)使用下渦輪流量計(jì)的相對(duì)示值誤差,國(guó)內(nèi)普遍采用線性內(nèi)插法(簡(jiǎn)寫(xiě)為L(zhǎng)I),即通過(guò)相鄰流量的qvi、qvi+1及誤差Ei;E;1,采用線性內(nèi)插的方式計(jì)算得到相鄰流量間q.1.的誤差E.LI,i,i+1|,則:

2.2曲線擬合
　　渦輪流量計(jì)的儀表系數(shù)主要受機(jī)械摩擦阻力和流體阻力的影響。機(jī)械摩擦阻力越小，流量計(jì)的始動(dòng)流量值也越小，即在小流量區(qū)段量限越寬，減小流量計(jì)的軸與軸承間的摩擦力可提高小流量特性。流體的運(yùn)動(dòng)粘度較低時(shí)，儀表系數(shù)幾乎為一常數(shù),超過(guò)某一黏度值后,儀表系數(shù)將隨著運(yùn)動(dòng)黏度的增大不再呈現(xiàn)線性。
　　對(duì)6臺(tái)渦輪流量計(jì)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行流量計(jì)誤差E和檢定點(diǎn)q,間進(jìn)行曲線擬合，計(jì)算擬合參數(shù)和不確定,其公式如下:

　　計(jì)算出6臺(tái)渦輪流量計(jì)的擬合系數(shù)和不確定度，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

2.3評(píng)估方法比較
　　基于6臺(tái)渦輪流量計(jì)的校準(zhǔn)結(jié)果,線性內(nèi)插和曲線擬合得到的各渦輪流量計(jì)的不確定度如圖1所示。

　　圖1表明:線性內(nèi)插法的不確定度明顯超過(guò)曲線擬合法，線性內(nèi)插的不確定度最大為0.072%，曲線擬合法最大為0.025%，其中兩種不確定度差異最大的達(dá)到0.047%。
3結(jié)論
　　 以6臺(tái)氣體渦輪流量計(jì)的測(cè)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),比.較線性插值和曲線擬合兩種誤差評(píng)定方法引入的不確定度，曲線擬合結(jié)果更符合渦輪流量計(jì)的儀表特性，能更好的預(yù)測(cè)渦輪流量計(jì)在各流量點(diǎn)的誤差值，實(shí)現(xiàn)量值傳遞的正確可靠。

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