膜式燃氣表示值誤差測量結果的不確定度評定

1 測量過程簡述

（1）測量依據：JJG577-2012《膜式燃氣表檢定規程》。

（2）測量環境條件：溫度（20±2）℃，大氣壓力（86～106）kPa。

（3）測量標準：LJQ-200鐘罩式氣體流量標準裝置，精度：0.5級，測量范圍（0～10）m3/h。

（4）被測對象：LMN-6型膜式燃氣表，1.5級。

（5）測量方法：以鐘罩式氣體流量標準裝置作為計量標準器，對LMN-6膜式燃氣表在0.2qmax點進行檢測。記錄鐘罩內排出的氣體體積量Vs和被測燃氣表所指示的氣體體積量，通過計算得到燃氣表的基本誤差。

2 數學模型

測試時，鐘罩處氣體的溫度20.1℃，燃氣表處氣體的溫度19.9℃，液溫19.8℃，三者之差≤0.5℃，則數學模型為：

[E][=（pa+pem）Vm-（pa+pes）Vs（pa+pes）Vs]

式中：[E]——膜式燃氣表的示值誤差，%；[Vm]—燃氣表指示的體積值dm3；[Vs]——鐘罩的示值量dm3；[pa]——大氣壓力Pa；[pes]——鐘罩的內壓力Pa；[pem]——被測燃氣表入口處的壓力Pa；

3 各輸入量標準不確定度的評定

3.1輸入量[Vs]引入的不確定度[u（Vs）]的評定

燃氣表所用標準裝置為0.5級鐘罩，[Ur（Vs）]=0.5%，包含因子k=2，標準器引入的不確定度為[Ur（Vs）=0.5×1002][×]100%=0.25dm3；靈敏因子[c（Vs）=?E?Vs=-（pa+pem）Vm（pa+pes）Vs2≈-1Vs≈-1100]=-0.01（dm）-1

3.2輸入量[Vm]引入的不確定度[u（Vm）]的評定

輸入量[Vm]引入的不確定度由被測燃氣表讀數分辨力引入的不確定度[u（Vm1）]和重復性測量引入的不確定度[u（Vm2）]組成的。

（1）燃氣表讀數分辨力引入的不確定度[u（Vm1）]的評定：被測表的最小分度為0.2dm3，最小分辨力半寬為0.1dm3，服從矩形分布，k=[3]，其相對標準不確定度[ur（Vm1）]為：

[ur（Vm1）=0.1dm23]=0.058dm3 [ur（Vm1）=0.058100]=0.058%

（2）重復性測量引入的不確定度[u（Vm2）]的評定：

[?E?Vs=-（pa+pem）Vm（pa+pes）Vs2≈-1Vs≈-1100]=-0.01（dm）-1

用鐘罩對LMN-6型膜式燃氣0.2qmax點進行6次的獨立測試，通氣100升數據如下：

重復性的計算依據是貝賽爾公式：

[u（Vm2）=i=1n（Ei-E）2n-1]=0.12%

（3）輸入量[Vm]的不確定度[u（Vm）]的計算：[v（Vm1）]和[v（Vm2）]不相關，則[ur（Vm）=0.0582+0.122]=0.13%，[u（Vm）]=0.13%×100=0.13dm3靈敏因子

[c（Vm）=?E?Vs=（pa+pem）Vm（pa+pes）Vs≈1Vs≈1100]=0.01（dm）-1

3.3輸入量[pes]引入的不確定度評定

由鐘罩內壓力測量引入的，鐘罩內壓pes用傾斜式微壓計進行測試，其準確度等級為1.0級，服從矩形分布，其標準不確定[u（pes）：u（pes）=1050×1%3]=6.1Pa靈敏因子：

[c（pes）=?E?pes=-（pa+pem）Vm（pa+pes）Vs2≈-1pa+pes]≈-9.8×10-6（pa）-1

3.4輸入量[pem]的不確定度評定

由燃氣表入口處壓力測量引入的，燃氣表入口處壓力[pem]用傾斜式微壓計進行測試，其準確度等級為1.0級，服從矩形分布，其標準不確定度[u（pem）]為：

[u（pem）=960×1%3]=5.5Pa

靈敏因子[c（pem）=?E?pem=Vm（pa+pes）Vs2≈1pa+pes]≈9.8×10-6（pa）-1

3.5輸入量Pa引入的不確定度[u（Va）]的評定

大氣壓力的測量是使用DYM1型動槽水銀壓力表，其準確度≤±50pa，服從矩形分布，其標準不確定度u（pa）：

[u（pa）=503]=28.8Pa

靈敏因子[c（pem）=?E?pa=（pes-pem）Vm（pa+pes）2Vs≈-pes-pem（pa+pes）2≈-（1050-960）（100950+1050）2]=9.6×10-10（Pa）-1

4 合成標準不確定度及擴展不確定度的評定

4.1各不確定度分量匯總及計算表（見表1）

4.2合成標準不確定度的計算

各輸入量彼此獨立不相關，合成標準不確定度為：

[ucr=i=1n[ciu（xi）]2=0.252+0.132+2×0.0062+（2.2×10-6）=0.28%]

4.3擴展不確定度的評定

取k=2，則[Ur=k×ucr]=2×0.28%≈0.56%

5 測量不確定度的報告

LMN-6型膜式燃氣表在0.2qma點示值誤差測量結果的擴展不確定度為：[Ur]=0.56%，k=2。