【摘要】文章通過實(shí)例對(duì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的示值誤差不確定度進(jìn)行了分析和評(píng)定。
1概述
（1）測(cè)量依據(jù)：JJG257-1994《轉(zhuǎn)子流量計(jì)檢定規(guī)程》
（2）測(cè)量環(huán)境條件：環(huán)境溫度（20±2）℃，相對(duì)濕度（30～90）%
（3）測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：鐘罩氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置
（4）測(cè)量過程：將轉(zhuǎn)子流量計(jì)連接在鐘罩氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置管路上，按規(guī)程調(diào)整流量檢定點(diǎn)，記錄一定時(shí)間內(nèi)鐘罩排出體積流量，記錄標(biāo)準(zhǔn)器，流量計(jì)前的表壓，溫度進(jìn)行修正。轉(zhuǎn)子流量計(jì)的刻度流量與鐘罩氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置容積時(shí)間法得到的標(biāo)準(zhǔn)流量進(jìn)行比較，得到轉(zhuǎn)子流量計(jì)的示值誤差。
2數(shù)學(xué)模型
鐘罩的體積流量計(jì)算公式
 
式中：V——?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)裝置排出（流入）的體積，m3；
t——排出（流入）的時(shí)間，s；
qv——流量計(jì)在刻度狀態(tài)下的實(shí)際流量；
檢定狀態(tài)與刻度狀態(tài)間關(guān)系如下式
 
式中：TN，TS，Tm——分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，標(biāo)準(zhǔn)器內(nèi)和流量計(jì)前的氣體熱力學(xué)溫度，TN=293.15K
PN，PS，Pm——分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，標(biāo)準(zhǔn)器內(nèi)和流量計(jì)前的氣體絕對(duì)壓力，
PN=101325Pa
PS=Pa+PesPm=Pa+Pem
式中：Pa——當(dāng)?shù)卮髿鈮�，Pa；
Pes——標(biāo)準(zhǔn)器內(nèi)表壓力，Pa
Pem——流量計(jì)前表壓力，Pa
流量計(jì)基本誤差表示：
 
式中：qmax——該流量計(jì)的最大流量，m3/h
3方差和系數(shù)
　　綜合數(shù)學(xué)模型，列出各影響量的關(guān)系式，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件下，檢定容積為500L鐘罩，鐘罩內(nèi)壓力1000Pa，南寧大氣壓力平均值為99.8kPa，實(shí)驗(yàn)室溫度控制在（20±2）℃，公式可簡(jiǎn)化，溫度、壓力的影響量可忽略。則
q=ƒ(qm,V,t)
各輸入量彼此不相關(guān)，對(duì)公式進(jìn)行簡(jiǎn)化，以合成方差表示,則有
ur(q)²=cr²(qm)u²(qm)+cr²(V)u²(V)+cr²(t)u²(t)
各輸入量傳播系數(shù)為
cr(qv)=1
cr(V)=-1
cr(t)=1
4輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定
4.1流量計(jì)示值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（qm）
　　轉(zhuǎn)子流量計(jì)需校準(zhǔn)5個(gè)流量點(diǎn)，每個(gè)流量檢定4次，計(jì)算每個(gè)流量點(diǎn)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差，選取其中最大的值為重復(fù)性。
選擇一最大流量范圍30m³/h，重復(fù)測(cè)量10次數(shù)據(jù)，檢定容積500L，檢定時(shí)間如下
 
　　檢定中是取兩次測(cè)量的平均值作為刻度點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果，因此流量計(jì)測(cè)量重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
 
4.2鐘罩示值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（V）
　　鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置正確率為0.5%，正態(tài)分布，k=3，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：
 
4.3計(jì)時(shí)器的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（t）
　　裝置排出（流入）氣體的時(shí)間t，考慮到時(shí)間啟停效應(yīng)和控制能力，時(shí)間誤差為±0.1s，按矩形分布考慮。實(shí)驗(yàn)中T=60.91s，則由時(shí)間引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
 
5合成不確定度的評(píng)定
5.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表
 
5.2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算
Ucrel(q)²=cr²(qm)+u²(qm)+cr²(V)+cr²(t)u²(t)
=0.279²+0.167²+0.096²
=0.1149
Ucrel=0.339%
6擴(kuò)展不確定度的評(píng)定
取k=2得
Ur=k×Ucrel=2×0.339%=0.68%
7測(cè)量不確定度報(bào)告與表示
　　用鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定轉(zhuǎn)子流量計(jì)檢測(cè)結(jié)果的不確定度結(jié)果表示如下
Q=30m³/h；Ur=0.68%，k=2
8校準(zhǔn)測(cè)量能力
8.1轉(zhuǎn)子流量計(jì)示值測(cè)量能力
　　選擇某測(cè)量重復(fù)性較好的轉(zhuǎn)子流量計(jì)（1級(jí)）進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，在實(shí)際測(cè)量中，取兩次測(cè)量平均值為測(cè)量結(jié)果，燃?xì)獗淼臏y(cè)量重復(fù)性不確定度分量為
8.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表
 
8.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算
Ucrel(q)²=cr²(qm)+u²(qm)+cr²(V)+cr²(t)u²(t)
=0.20²+0.167²+0.096²
=0.0771
Ucrel=0.277%
8.4校準(zhǔn)測(cè)量能力
Ur可用k=2的擴(kuò)展不確定度來表示
30m³/h；Ur=2ucrel=2×0.277%=0.55%
K=2

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