摘要：針對可調(diào)K系數(shù)的電磁流量計(jì)的周期性校準(zhǔn)工作,依據(jù)國家計(jì)量檢定規(guī)程JJG1033-2007《電磁流量計(jì)》的要求,研究了電磁流量計(jì)線性特征,引入系數(shù)修正因子θ,介紹了在不對流量計(jì)的線性度調(diào)整而僅對其斜率K進(jìn)行調(diào)整的前提下,將流量計(jì)的最大誤差調(diào)整到當(dāng)前線性最優(yōu)情況的一種快速有效的方法.
0引言
　　電磁流量計(jì)作為一種應(yīng)用電磁感應(yīng)定律的新型流量計(jì),由于其各方面性能都比較均衡的特性,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為各行各業(yè)液體流量計(jì)量的主流流量計(jì).上海市計(jì)量測試技術(shù)研究院,自建成擴(kuò)展不確定度為U=0.05%(k=2)的靜態(tài)質(zhì)量法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置和U=0.20%(k=2)的標(biāo)準(zhǔn)表法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置后,每年均完成千余臺電磁流量計(jì)的檢定和校準(zhǔn)工作.在實(shí)際工作中,絕大多數(shù)經(jīng)過-遍完整的示值誤差項(xiàng)目檢測過程之后被發(fā)現(xiàn)示值誤差超差的電磁流量計(jì),通過分析觀測和計(jì)算得出其線性度并沒有超差,符合其銘牌的準(zhǔn)確度等級的要求,僅僅是.流量計(jì)線性整體發(fā)生了偏移,通過調(diào)整表內(nèi)K系數(shù)的數(shù)值,可以將流量計(jì)調(diào)整至規(guī)定要求范圍內(nèi).本文通過研究電磁流量計(jì)的線性特征,通過理論推導(dǎo),找到一.種快速將流量計(jì)調(diào)整至最優(yōu)的方法一修正因子θ法.
1電磁流量計(jì)的線性特征
　　隨機(jī)選取30臺0.5級量程比為1:10的電磁流量計(jì)進(jìn)行示值誤差項(xiàng)目的校準(zhǔn),依據(jù)JJG1033--2007《電磁流量計(jì)》國家檢定規(guī)程",使用靜態(tài)質(zhì)量法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置對每臺電磁流量計(jì)qmax、75%qmax、50%qmax、25%qmax和qmin流量點(diǎn)分別進(jìn)行逐點(diǎn)每點(diǎn)三次的測試,測試完成后對每點(diǎn)的平均示值誤差進(jìn)行計(jì)算.
　　經(jīng)過計(jì)算和統(tǒng)計(jì),30臺電磁流量計(jì)中,示值誤差極值出現(xiàn)在qmax和qmin流量點(diǎn)的概率為60%計(jì)算30臺流量計(jì)的各流量點(diǎn)的平均示值誤差.得出的誤差數(shù)據(jù),如表1所示.
 
　　根據(jù)表1繪制流量計(jì)特征曲線,如圖1所示.
　　可以看出,這些電磁流量計(jì)的平均示值誤差的線性是基本平直的,并且其正誤差最大點(diǎn)和負(fù)誤差最大點(diǎn)分別出現(xiàn)在100%qmax和qmin上.由于這些流量計(jì)是隨機(jī)選取的電磁流量計(jì),其線性特征也可以看作這類電磁流量計(jì)的線性特征.
2電磁流量計(jì)的校準(zhǔn)
　　通過電磁流量計(jì)的線性特征分析,可采用以下簡便方法對電磁流量計(jì)的K系數(shù)進(jìn)行調(diào)整,校準(zhǔn)電磁流量計(jì).
2.1電磁流量計(jì)的輸出流士tq,和儀表系數(shù)K之間的關(guān)系
　　根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,當(dāng)電磁流量計(jì)內(nèi)的導(dǎo)電液體沿著測量軸向運(yùn)動時,導(dǎo)電液體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,該感應(yīng)電動勢由兩個電極檢出,其數(shù)值大小與流速成正比,為
 
式中:
ε一感應(yīng)電動勢;
B一磁感應(yīng)強(qiáng)度;
v一導(dǎo)電液體平均流速
D一電極間距;
K一儀表系數(shù)
 
2.2引人被測電磁流量計(jì)的K系數(shù)修正因子θ
　　引入K系數(shù)的修正因子日,它與調(diào)整前后的K系數(shù)滿足關(guān)系
Kt=Koθ(4)
式中:
Kt一被測流量計(jì)調(diào)整后的K系數(shù);
K0一被測流量計(jì)調(diào)整前的K系數(shù);
θ一K系數(shù)修正因子
2.3電磁流量計(jì)的示值誤差
　　電磁流量計(jì)的示值誤差公式
 
2.4計(jì)算被測電磁流量計(jì)的K系數(shù)修正因子θ
　　被測流量計(jì)經(jīng)過qmax、75%max、50%qmax、25%qmax和min流量點(diǎn)的示值誤差檢測,找出所有流量點(diǎn)中示值誤差的最大值,記為Emax0;找出所有流量點(diǎn)中示值誤差的最小值,記為Emin0.
　　假設(shè)在不調(diào)整被測流量計(jì)線性的前提下,將被測流量計(jì)調(diào)整至最優(yōu)狀態(tài)時,此時被測流量計(jì)所有流量點(diǎn)中示值誤差的最大值,記為Emaxt;被測流量計(jì)所有流量點(diǎn)示值誤差的最小值,記為Emint.
 
　　式中:qv1、qv2、qv3、和qv4一被測流量計(jì)出現(xiàn)E,max0、Emin0、Emaxt和E,mint的流量點(diǎn)的示值;
qs1、qs2、qs3、和qs4一標(biāo)準(zhǔn)器出現(xiàn)Emax0、Emiin0、Emaxt和Emint的流量點(diǎn)的示值;
　　Ε1、ε2、ε3;和ε4一被測流量計(jì)出現(xiàn)Emax0、Emin0、Emaxt和Emint的流量點(diǎn)的感應(yīng)電動勢值
式(7)+式(8),式(9)+式(10)=(6),得
 
　　由于未對被測流量計(jì)線性調(diào)整,可以推斷出被測流量計(jì)的調(diào)整前最大示值誤差Emax0和調(diào)整后最大maxt示值誤差.maxtx出現(xiàn)在相同的流量點(diǎn),故可以取qs1=qs3.根據(jù)式(1),被測電磁流量計(jì)在相同流速下產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢ε相等,則
 
 
　　式中:Eqmax一被測電磁流量計(jì)最大流量點(diǎn)的示值誤差;
　　Eqmin一被測電磁流量計(jì)最小流量點(diǎn)的示值誤差
　　則得出修正因子θ的簡便計(jì)算公式
 
3電磁流量計(jì)系數(shù)修正實(shí)例
　　選取一臺未進(jìn)行修正的電磁流量計(jì),進(jìn)行示值誤差檢測,得到誤差數(shù)據(jù)如表2所示.
 

　　從圖2可見,修正后流量計(jì)的示值誤差符合0.5級要求,修正結(jié)果和理論修正值重合性良好.
4結(jié)語
　　本文針對電磁流量計(jì)周期性校準(zhǔn)工作,根據(jù)對若干臺電磁流量計(jì)線性特性分析研究,并引人系數(shù)修正因子θ及計(jì)算公式,通過數(shù)據(jù)分析、處理和理論推導(dǎo),得出了有效和簡便的電磁流量計(jì)校準(zhǔn)方法,為電磁流量計(jì)日常校準(zhǔn)工作提供理論基礎(chǔ),提高了電磁流量計(jì)校準(zhǔn)的工作效率,對電磁流量計(jì)的校準(zhǔn)提出了具體可行的參考方法,從而進(jìn)一步提高校準(zhǔn)質(zhì)量.

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