钟罩式气体流量标准装置检定气体浮子流量计示值误差的不确定度评定
  

摘 要:本文主要介绍在按照检定规程要求用钟罩式气体流量标准装置对浮子流量计开展检定时,对被检浮子流量计进行不确定度分析。主要从标准器引入的不确定度、被检计量器具分度值、气体流量温度及压力补偿方面考虑,对被检浮子流量计测量结果不确定度来源进行了较为深入的分析,可以作为以后的浮子流量计检校工作的参考。

关键字:钟罩式气体流量标准装置 气体浮子流量计 不确定度


1 概述

(1)检定依据:依据JJG257-2007《浮子流量计》对转子流量计进行示值误差检定。

(2)环境条件:温度:(5~35)℃,相对湿度:45%~75%,大气压力:(86~106)kPa。

(3)主要标准器:钟罩式气体流量标准装置。

(4)测量对象:量程为(0~1)L/min、分辨力为0.1L/min、准确度等级为3.0级的气体浮子流量计。

(5)测量方法:在规定的检定环境条件下,依据JJG257-2007《浮子流量计》的方法,用钟罩式气体流量标准装置对转子流量计流量上限值进行示值误差检定。

2 建立数学模型及各分量相对灵敏系数

由于qVS与qN为不相关,qmax为定值,所以:

c(qVS)=1,c(qN)=-1。

3 示值误差不确定度评定

3.1 钟罩式气体流量标准装置检定气体浮子流量计示值误差的A类不确定度ur(EI)评定

将被检浮子流量计在符合检定规程要求的条件下,在上限流量为刻度流量的流量点按照检定规程要求进行10次示值误差重复性测量,得到测量结果0.35%、0.33%、0.41%、0.42%、0.39%、0.30%、0.38%、0.38%、0.35%、0.32%,求得实验标准偏差sp=0.04%,即ur(E)=0.04%。

3.2 钟罩式气体流量标准装置检定气体浮子流量计示值误差的B类不确定度uc(EI)评定

3.2.1 流量计的刻度流量qVS引入的不确定度u(qVS)评定

流量计的刻度流量qVS引入的不确定度主要来源于浮子流量计的分辨力,浮子流量计分辨力为0.01L/min,读数时估读到0.005L/min,量程为1L/min,则×100%=0.5%,按均匀分布考虑,则流量计的刻度流量qVS引入的不确定度u(qVS)及灵敏系数c(qVS)为:

3.2.2 流量计在刻度状态下的实际流量qN引入的不确定度u(qN)评定

建立数学模型:

(1)钟罩式气体流量标准装置排出的气体体积V引入的不确定度u(V)及相对灵敏系数c(V)为:

根据上级证书查得,钟罩式气体流量标准装置符合0.5级,按均匀分布考虑,则钟罩式气体流量标准装置排出的气体体积引入的不确定度u(V)及相对灵敏系数c(V)为:

(2)钟罩式气体流量标准装置排出的气体时间t引入的不确定度u(t)及相对灵敏系数c(t)为:

根据上级证书查得,机械秒表在1h测量点最大允许误差为0.01秒,则在1h测量点最大允许误差为,按均匀分布考虑,则钟罩式气体流量标准装置排出的气体时间t引入的不确定度u(t)及相对灵敏系数c(t)为:

(3)钟罩式气体流量标准装置和被检浮子流量计处的气体压力和温度对流量计在刻度状态下的实际流量qN的补偿B引入的不确定度u(B)及相对灵敏系数c(B)为:

建立数学模型

①钟罩式气体流量标准装置内压力pS与温度补偿系数引入的不确定度u(pS)及相对灵敏系数c(pS)

数学模型

●钟罩式气体流量标准装置内压力pS测量不确定度u(pS)及相对灵敏系数c(pS)

根据上级证书查得,测量钟罩式气体流量标准装置内压力的压力表符合1级,按均匀分布考虑,则钟罩式气体流量标准装置内压力pS测量不确定度u(pS)及相对灵敏系数c(pS)为:

●钟罩式气体流量标准装置内温度TS测量不确定度u(TS)及相对灵敏系数c(TS)

根据上级证书查得,测量钟罩式气体流量标准装置内温度的温度计不确定度U=0.05%,则钟罩式气体流量标准装置内温度TS测量不确定度u(TS)及相对灵敏系数c(TS)为:

●钟罩式气体流量标准装置内压力与温度补偿系数RS引入的不确定度u(RS)及相对灵敏系数c(RS)为:

②浮子流量计入口处压力与温度补偿系数Rm引入的不确定度u(Rm)及相对灵敏系数c(Rm)

由于选用压力表和温度计与测量RS相同,不确定度u(Rm)评定方法也与u(RS)相同,故:

u(Rm)=0.29%


③浮子流量计刻度状态压力与温度补偿系数RN引入的不确定度u(RN)及相对灵敏系数c(RN)

由于pN和TN为常数,故:

④钟罩式气体流量标准装置和被检浮子流量计处的气体压力和温度对流量计在刻度状态下的实际流量qN的补偿B引入的不确定度u(B)及相对灵敏系数c(B)为:

(4)流量计在刻度状态下的实际流量qN引入的不确定度u(qN)为:

3.2.3 钟罩式气体流量标准装置检定气体浮子流量计示值误差的B类不确定度uc(EI)

4 标准不确定度汇总表

5 合成标准不确定度的评定

6 相对扩展不确定度的评定

取包含因子k=2,则相对扩展不确定度Urel为:

Urel=k⋅u(E)=2×0.96%=1.08%

7 测量不确定度报告

测量结果的相对扩展不确定度为:

Urel=1.08%,k=2。

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