燃油加油機體積測量不確定的分析與探討

吳海

【摘要】隨著私家車輛的增多，燃油需求也同樣增多，所以燃油加油機測量的準確性關系到消費者和加油站雙方的合法權益，對周期檢查的可靠度也有著重要的意義。本文根據2015年的燃油加油機的檢定規程，描述了標準金屬量器和其配套設備對油品的體積進行測量，對比加油機的示值，得到測量不確定度的報告，并進行分析和探討。

【關鍵詞】燃油加油機；示值誤差；不確定度；探討分析

前言

當今社會，經濟建設飛速發展，越來越多的人擁有私家車輛，并作為出行的代步工具。但面臨著燃油需求大，資源又比較緊缺的問題，油價也不斷上漲，因此，燃油加油機體積測量的準確度不管是對消費者，還是加油站的利益來說，都具有重要的意義。

目前加油站數目多，且都比較分散，致使加油站周期檢定的工作量大。所以提高加油機體積測量的精準度，可以極大地提升其檢定、校準的效率和可靠度。為了保護廣大人民的切身利益，建設燃油加油機體積測量的標準，推行準確度高、操作簡單的測量方法變得尤為重要。本文將介紹容量比較法，使用標準金屬量器在試驗溫度下測量油的體積，并與加油機的示數進行對比。通過分析體積膨脹系數、加油機油溫測量、標準器油溫測量等不確定度對燃油加油機測量的不確定性進行了分析與探討。

1、燃油加油機測量不確定的原因

燃油加油機測量的不確定度，即測量所得結果和其實際的量之間的差異。示值的不確定度，指加油機計量器顯示示數與輸入值之間的差異，對于機械的問題，我們可以對其進行合理的校正調整。而在合理范圍內小的誤差值是不可避免的，但偏差不會超過規定的閾值，并且偏差是隨機的，因此不會對交易者的一方造成經常性的損失。

2、燃油加油機測量原理與方法

基本原理為分別用燃油加油機和標準金屬量器測量油的體積，通過容量比較法對燃油加油機測量的不確定度進行分析與討論。根據JJG443-2015《燃油加油機檢定規程》計量檢定規程執行，本實驗中，在裝置結構和傳感精度等都與100L標準容量的金屬量器相匹配。計量器和配套設備如表1所示。

基本的操作方法為，用熱電阻測量油槍槍口和容器內部的油溫，計算溫度補償。取下油槍，

啟動燃油加油機，此時加油機的指示裝置歸零，并將加油機的流量調整到檢測所設定的流量。將待測的油注入準備好的金屬容器中，并對油槍中和標準金屬容器中的油溫進行測量。注入100L待測油品時，關閉油槍，觀察并記錄加油機所加油量的示數和容器內部油溫的數據。為了減少操作等偶然性對測量結果的影響，每次測量均至少重復三次。

本文所在的測量環境按照JJG443-2015《燃油加油機檢定規程》計量標準設定，標準金屬容器的容積100L，允許誤差在標準值上下波動的范圍不超過0.05%。用溫度計測量油品的溫度，用秒表計時器記錄時間。在設定的流量下，記錄加油機的示值，對其進行溫度補償計算后，記作VBt，與加油機測得的示值VJ比較，所得的差值即示值的不確定度誤差。

3、測量數學模型和靈敏系數

3.1 測量的數學模型

△V指計算出的燃油加油機的示值誤差；VJ指加油機測得的示值，L；△VJ指燃油機讀數分辨率的影響，L；VBt指標準金屬量器的容積示值，L；VB指標準金屬量器在20℃時的容積，L；tJ指加油機流量計出口的溫度，℃；tB指標準金屬量器中油品的溫度，℃；βB指標準金屬量器材質的體膨脹系數，℃-1；βy指檢定介質的體膨脹系數，℃-1。

3.2 敏感系數。敏感系數Ci如下：

4、輸入量標準不確定度的評定

假設起始校準的VJ示值穩定，沒有誤差，即U（VJ）=0。除此之外，分別按照標準公式對燃油機讀數分辨率標準的不確定度U（△VJ），標準金屬量器在20℃時的容積的標準的不確定度U（VB），檢定介質的體膨脹系數的標準不確定度U（βY），標準金屬量器材質的體膨脹系數的標準不確定度U（βB），標準金屬量器中油品的溫度的標準不確定度U（tB），以及加油機流量計出口的溫度的標準不確定度U（tJ）進行計算。

加油機在選擇最大的流量標準下，加油量和標準金屬量器的容量為100L，經過反復測量10次，獲得容量數據如表2所示。按照標準差計算公式，得10個容積數據的標準差為0.02L。經過計算得到標準不確定度的計算匯總表，并從統計學角度看，加油機的示數誤差、標準量器不確定度估計其應服從正態分布，加油機分辨率誤差、汽油體膨脹系數不確定度、標準金屬量器體膨脹系數不確定度、加油機內溫測量不確定度和標準量器內溫測量不確定度應該是均勻分布。輸入量標準不確定度的評定的匯總表如表3所示。

5、測量不確定度的報告

燃油加油機在100L下的示數誤差為0.02L，其相對擴展不確定度的計算評定如下：

UYel（Ev）=2×7.18×10-4≈1.44×10-3，K=2

綜上所述，燃油加油機在100L標準金屬量器在設定的標準流量下，測量結果的相對擴展不確定度為UYel（Ev）=1.44×10-3，包含因子K=2。

6、結語

本文經過試驗，應用了誤差和不確定度的概念和聯系，分析并討論了應用100L體系標準金屬量器測定燃油加油機的不確定性，豐富了燃油加油機測量結果不確定度的評定體系。

目前，燃油加油機體積測量的準確度日益受到社會各界的關注，做好燃油加油機測量不確定性的測量與分析，不僅能使燃油加油機的使用更加合理準確，而且加強了周期檢查工作的科學性和可靠性。及時保證了加油站和消費者的雙方利益，不使其中的任意一方受到長期的損害，對雙方都更加的公平公正。

此外，計量檢測人員需要熟知燃油加油機不確定度的測量與分析。并經過系統的培訓，掌握評定的標準方法與操作步驟，并將所有可能出現誤差的因素考慮周全。計量檢測人員應該不斷提高自己的業務素質與能力，并在實踐中提升自己。進而促使加油站燃油加油機測量不確定度的評定更加具有準確性和系統性。

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