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氣體腰輪流量計儀表系數的測量不確定度分析與評定
發布時間：2017-11-22
引言
一般氣體腰輪流量計依據JJG 633-1990檢定規程,誤差按其流量計示值誤差進行計算,但在實際工作中,經常碰到一些氣體腰輪流量計輸出是脈沖數,雖然其檢定方法只是增加了脈沖計數器,但誤差計算不同,這就需要計算其儀表系數,公式如下。
式中,kni為第n個流量點第i次流量的系數;Nni為第n個流量點第i次流量時流量計顯示儀表測得的脈沖數;Vsn為換算成流量計狀態下的標準體積。
第n個流量點的儀表系數
1測量方法
氣體腰輪流量計的測量可采用排氣法。排氣法利用鐘罩式氣體流量標準裝置使空氣通過氣體腰輪流量計排出。測出排出(流入)氣體的體積,腰輪流量計的脈沖數以及裝置內和氣體腰輪流量計前的氣體壓力和溫度,計算出氣體腰輪流量計在某一流量狀態下的儀表系數。
2數學模型
式(4)中,K為腰輪流量計儀表系數; V為通過氣體腰輪流量計的氣體體積實際值,(L);N為腰輪流量計的脈沖數,(imp);Vs為氣體流量標準裝置通過的氣體體積,(L);Pn為大氣壓力,(Pa);Ps、Pj分別為裝置內和氣體腰輪流量計前的氣體絕對壓力,(Pa);Ts、Tj分別為裝置內和氣體腰輪流量計前的氣體熱力學溫度,(K)。
3靈敏系數
取:N=854imp,Vs=100L,Ps=101430+972=102402Pa,Pj=101430+960=102390Pa,Ts=295K,Tj=295?1K。則各靈敏系數為:
4計算分量標準不確定度
4?1氣體腰輪流量計脈沖數引起的不確定度u(N)
4?1?1脈沖數計數器引起的不確定度u1(N)
由于脈沖數計數器存在±1個脈沖的誤差,作均勻分布,得標準不確定度
4?1?2重復測量引起的不確定度u2(N)
氣體腰輪流量計經過6次試驗,脈沖數為855,854,853,854,854,854。那最大與最小之差為2個脈沖。可得測量重復性引起的平均值的不確定度為:
這樣氣體腰輪流量計脈沖數的標準不確定度為:
4?2氣體流量標準裝置通過的氣體體積的不確定度u( Vs)
4?2?1氣體流量裝置引起的不確定度u1( Vs)
檢定氣體腰輪流量計時采用0?2級的鐘罩式氣體流量裝置,其誤差限為±0?2%×100L=±0?2L,作均勻分布,故:
鐘罩裝置0?2級經檢定合格,估計其相對不確定度為10%,自由度:
ν1( Vs)=50
4?2?2流量積算儀引起的不確定度u2( Vs)
VS通過流量積算儀讀數,而讀數誤差1個脈沖即0?26L故:
4?3裝置內壓力測量引起的不確定度u(Ps)
由于測量裝置內壓力的微壓計其分辨力為1Pa,作均勻分布,故:
估計其有10%的可靠性,因此自由度:
ν(Ps)=50
4?4氣體腰輪流量計前壓力測量引起的不確定度u(Pj)
由于測量氣體腰輪流量計前壓力的微壓計其分辨力為1Pa,作均勻分布,故:
估計其有10%的可靠性,因此自由度:
ν(Pj)=50
4?5裝置內溫度測量引起的不確定度u(Ts)
由于測量裝置內溫度的溫度計其允許誤差為±0?1K,作均勻分布,故:
估計其有10%的可靠性,因此自由度:
ν(Ts)=50
4?6氣體腰輪流量計前溫度測量引起的不確定度u(Tj)
由于測量氣體腰輪流量計前溫度的溫度計其允誤為±0?1K,作均勻分布,故:
估計其有10%的可靠性,因此自由度:
ν(Tj)=50
5合成標準不確定度
6有效自由度
7擴展不確定度
為獲得置信概率為95%的擴展不確定度,取ν=38,查t分布表得:t95(38)=2?02,故氣體腰輪流量計儀表系數測量結果的擴展不確定度為:
而氣體腰輪流量計儀表系數測量結果的相對擴展不確定度為:
摘自：中國計量測控網
