轉子流量計示值誤差測量不確定度的評定

李淑斌

（廣西計量檢測研究院，廣西 南寧 530022）

轉子流量計示值誤差測量不確定度的評定

李淑斌

（廣西計量檢測研究院，廣西 南寧 530022）

文章通過實例對轉子流量計的示值誤差不確定度進行了分析和評定。

轉子流量計；不確定度；評定

1 概述

（1）測量依據： JJG257-1994《轉子流量計檢定規程》

（2）測量環境條件：環境溫度（20±2）℃，相對濕度（30～90）%

（3）測量標準：鐘罩氣體流量標準裝置

（4）測量過程：將轉子流量計連接在鐘罩氣體流量標準裝置管路上，按規程調整流量檢定點，記錄一定時間內鐘罩排出體積流量，記錄標準器，流量計前的表壓，溫度進行修正。轉子流量計的刻度流量與鐘罩氣體流量標準裝置容積時間法得到的標準流量進行比較，得到轉子流量計的示值誤差。

2 數學模型

鐘罩的體積流量計算公式

式中：V——氣體標準裝置排出（流入）的體積，m3；

t ——排出（流入）的時間，s；

qv——流量計在刻度狀態下的實際流量；

檢定狀態與刻度狀態間關系如下式

式中：TN，TS，Tm——分別為標準狀態下，標準器內和流量計前的氣體熱力學溫度，TN=293.15K

PN，PS，Pm——分別為標準狀態下，標準器內和流量計前的氣體絕對壓力，

PN=101325Pa

PS=Pa+PesPm=Pa+Pem

式中：Pa——當地大氣壓，Pa；

Pes——標準器內表壓力，Pa

Pem——流量計前表壓力，Pa

流量計基本誤差表示：

式中：qmax——該流量計的最大流量，m3/h

3 方差和系數

綜合數學模型，列出各影響量的關系式，在實驗室環境條件下，檢定容積為500L鐘罩，鐘罩內壓力1000Pa，南寧大氣壓力平均值為99.8kPa，實驗室溫度控制在（20±2）℃，公式可簡化，溫度、壓力的影響量可忽略。則

各輸入量彼此不相關，對公式進行簡化，以合成方差表示,則有

各輸入量傳播系數為

4 輸入量的標準不確定度評定

4.1 流量計示值的相對標準不確定度u（qm）

轉子流量計需校準5個流量點，每個流量檢定4次，計算每個流量點平均值的標準差，選取其中最大的值為重復性。

選擇一最大流量范圍30m3/h，重復測量10次數據，檢定容積500L，檢定時間如下

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10時間 61.22 60.89 61.04 61.12 60.78 60.94 61.1 61.14 60.04 60.86流量 29.40 29.56 29.48 29.45 29.61 29.53 29.46 29.44 29.98 29.58

檢定中是取兩次測量的平均值作為刻度點的測量結果，因此流量計測量重復性的標準不確定度為

4.2 鐘罩示值的相對標準不確定度u（V）

我院鐘罩式氣體流量標準裝置準確度為0.5%，正態分布，k=3，則標準不確定度為：

4.3 計時器的相對標準不確定度u（t）

裝置排出（流入）氣體的時間t，考慮到時間啟停效應和控制能力，時間誤差為±0.1s，按矩形分布考慮。實驗中T=60.91s，則由時間引入的標準不確定度為

5 合成不確定度的評定

5.1 標準不確定度一覽表

相對標準不確定度 ()i i x ux不確定度來源相對標準不確定度值 ()i i x ux傳播系數i c合成相對標準不確定度分量()i ii x ux c×u（qm） 流量計的測量重復性0.279% 1 0.279%u（V） 鐘罩示值 0.167% -1 0.167%u（t） 計時器的不確定度0.096% 1 0.096%011492 crel .u = %.u 3390 crel=

5.2 合成標準不確定度的計算

6 擴展不確定度的評定

7 測量不確定度報告與表示

用鐘罩式氣體流量標準裝置檢定轉子流量計檢測結果的不確定度結果表示如下

8 校準測量能力

8.1 轉子流量計示值最佳測量能力

選擇某測量重復性較好的轉子流量計（1級）進行連續測量，在實際測量中，取兩次測量平均值為測量結果，燃氣表的測量重復性不確定度分量為

8.2 標準不確定度一覽表

相對標準不確定度 ( )i i x ux不確定度來源相對標準不確定度值 ( )i i x ux傳播系數i c合成相對標準不確定度分量()i i i x ux c×u（qm） 流量計的測量重復性 0.20% 1 0.20%u（V） 鐘罩示值 0.167% -1 0.167%u（t） 計時器的不確定度 0.096% 1 0.096%

8.3 合成標準不確定度的計算

8.4 校準測量能力

Ur可用k=2的擴展不確定度來表示

[1] JJF1059-1999,測量不確定度評定與表示[S].

[2] JJF1001-1998,通用計量術語及定義[S].

Evaluation of Measurement Uncertainty in Rotor Flowmeter

This paper mainly introduces the evaluation of measurement uncertainty in rotor flowmeter through giving a specific example.

rotor flowmeter; uncertainty; evaluation

TP274

A

1008-1151(2012)06-0035-02

2012-04-15

李淑斌（1977－），女，廣西計量檢測研究院工程師，從事計算機網絡管理等工作。