渦街(jiē)流(liú)量計測量不确(què)定度分析 發布時間:2017-09-14
1前(qián)言 測(cè)量依據:依(yī)據檢定規程jjg1029-2007《渦(wō)街流量計》。環境條件:應符(fú)合規(guī)程要求(qiú):環(huán)境溫(wēn)度爲(5~45)℃,相(xiàng)對(duì)濕度(dù)一般爲35%~95%,大(dà)氣壓力一般(bān)爲(86~106)kpa。 測量(liàng)标準器(qì):臨界流(liú)音速(sù)噴(pēn)嘴氣體流量标準(zhǔn)裝置(zhì),ur=0.30%(k=2);壓力(lì)變送器,urel=0.2%(k=2);溫(wēn)度變送器(qì),urel=0.3k(k=2)。 被測(cè)對象(xiàng):渦街流量(liàng)計,精度(dù)等級1.5級。 測量(liàng)介質:空氣。 測量過程:将臨(lín)界流(liú)音速噴嘴氣體流(liú)量(liàng)标準(zhǔn)裝置(zhì)流量值調(diào)整到指定(dìng)數值(zhí),保(bǎo)持流體穩定(dìng)一段時間;檢定(dìng)開始記錄标準(zhǔn)裝置和(hé)被(bèi)檢流(liú)量計的初始值(zhí);檢定結(jié)束(shù)後記(jì)錄标準裝置和(hé)被檢流(liú)量(liàng)計的(de)最終(zhōng)示值。 2測量的數(shù)學模(mó)型 式中,ki—第i個測量點(diǎn)測得的儀(yí)表系(xì)數,單位(wèi)爲1/m3; ni—第i個(gè)測量(liàng)點測(cè)得的(de)流量(liàng)計的脈沖(chòng)數; vsi—第i個測量點(diǎn)由裝(zhuāng)置測得的(de)修正到被(bèi)測流(liú)量計(jì)處的實際(jì)氣體體積(jī)值,單(dān)位爲(wèi)m3; 将vsi換算爲(wèi)被測(cè)流量計(jì)入口狀态下的數(shù)學模型(xíng)爲(wèi): 式中(zhōng),pn—測量(liàng)時(shí)的當地(dì)實驗室氣體壓(yā)力,pa; psi,pmi—分别爲第i點(diǎn)測量時标(biāo)準器(qì)處和被(bèi)測流量計處(chù)氣體壓力,單位(wèi)爲pa; tsi,tmi—分别爲(wèi)第i點測(cè)量時标(biāo)準器(qì)處和被測(cè)流量(liàng)計(jì)處氣體(tǐ)溫度(dù),單位爲℃; zsi,zmi—分(fèn)别爲第i點測量(liàng)時标(biāo)準器處(chù)和被測流量計處(chù)氣體壓(yā)縮系數(shù),取zsi≈zmi,則(zé) 3各輸入量(liàng)的标(biāo)準不确定(dìng)度評(píng)定 3.1氣(qì)體流(liú)量計測量重複(fú)性引入(rù)的不确(què)定度分量ur(nr)評定(dìng)輸入量ni(單(dān)次測(cè)量脈(mò)沖數)的(de)不(bú)确定度來(lái)源主要是(shì)渦街流量(liàng)計的測量重複性引(yǐn)入的,選取(qǔ)工況(kuàng)流量(liàng)爲70m3/h,在重複條(tiáo)件(jiàn)下重(zhòng)複測量6次,得到脈沖數ni如下表(biǎo):(采用a類方法進(jìn)行評定(dìng)) 3.2臨界流音速噴嘴氣體(tǐ)流量标(biāo)準裝置引入(rù)的不(bú)确定分(fèn)量ur(vs)的評定 臨(lín)界流音速噴嘴氣體流量标準(zhǔn)裝置向(xiàng)上級計量機構溯(sù)源,由(yóu)證(zhèng)書(shū)可知标準(zhǔn)裝置的不确定度ur=0.30%(k=2),則由臨(lín)界流(liú)音速(sù)噴嘴(zuǐ)氣體(tǐ)流量标準裝置引(yǐn)入(rù)的測量點(diǎn)爲70m3/h的實際流體(tǐ)體積(jī)累積量(平(píng)均值)爲(wèi)珔vs=1.083m3時的(de)絕對不确(què)定度(dù)ur(vs)=1.083m3*0.30%/2=0.001625m3 3.3音速噴嘴(zuǐ)氣體(tǐ)流量标準裝置内壓(yā)力測量引(yǐn)入的(de)不(bú)确定度(dù)ur(ps)的評(píng)定 音速噴(pēn)嘴(zuǐ)氣體(tǐ)流量标(biāo)準裝置内壓力(lì)是由分别裝在(zài)噴嘴底部和頂(dǐng)部的(de)2台測量範圍爲(0~150)kpa的壓力變送器進行(háng)測量(liàng)後取平均值得到的,由溯源證(zhèng)書可(kě)知,其(qí)測量(liàng)結果的不确定(dìng)度分(fèn)别爲:頂部(bù)urel=0.2%,k=2;底部(bù)urel=0.2%,k=2;由于兩台(tái)壓力變送器分(fèn)别在噴嘴的頂(dǐng)部和底(dǐ)部,互不(bú)相關,互相獨(dú)立,因此相對不确定度爲:up1=up2=0.2%/2=0.1%;ur(ps)==0.1414%;則,測量(liàng)點70m3/h時(shí)的标(biāo)準裝置内壓力變送(sòng)器的實際大氣壓(平(píng)均值(zhí))爲ps=91862pa時的絕對不(bú)确定(dìng)度爲: 0.1414%*91862pa=129.9125pa; 3.4被檢流量(liàng)計(jì)處(chù)壓力(lì)測量(liàng)引入(rù)的不确定(dìng)度ur(pm)的評定 用于(yú)被檢流量(liàng)計處(chù)壓力(lì)變送(sòng)器測(cè)量(liàng)範(fàn)圍(wéi)爲(wèi)(0~150)kpa,由溯(sù)源證書可(kě)知(zhī),urel=0.2%,k=2,因此pm的相(xiàng)對标準(zhǔn)不确(què)定度爲:ur(pm)=0.2%/2=0.1%;則(zé)測量(liàng)點65m3/h時的流(liú)量(liàng)計處的(de)壓力(lì)變送器的實際(jì)大氣壓(平(píng)均值)爲時的絕對不确定度爲pm=92227.3pa時的(de)絕對不确定度(dù)爲:0.1%*92227.3pa=92.2273pa; 3.5音(yīn)速噴嘴(zuǐ)氣(qì)體流量(liàng)标準裝(zhuāng)置内溫度測量(liàng)引入的不确定(dìng)度(dù)ur(ts)的評定(dìng) 音速(sù)噴嘴(zuǐ)氣體(tǐ)流量(liàng)标準(zhǔn)裝置(zhì)内的(de)溫度(dù)變送器測量範(fàn)圍爲(wèi)(0~50)℃,由溯源證書(shū)可知,其(qí)測量結(jié)果(guǒ)的不确定(dìng)度爲u=0.3k,k=2,則由标準裝(zhuāng)置溫度(dù)引入(rù)的絕對不确定度爲: 3.6被檢流量計處溫度(dù)測量引入(rù)的不确定度ur(tm)的評定(dìng) 被測(cè)流量計處(chù)的溫度變送器(qì)測量範圍爲(0~50)℃,由(yóu)溯源證(zhèng)書可知(zhī),其測量結果的(de)不确(què)定度爲u=0.3k,k=2,則(zé)由被測流量計(jì)處溫度引入的絕對不确(què)定度爲: 4合成(chéng)标準不(bú)确定(dìng)度評定 4.1靈敏(mǐn)系數(shù) 取(qǔ):k=1422.91/m3,n=1662.167,vs=1.083m3,pn=92600pa,ps=91862pa,pm=92227.3pa,ts=22.417℃,tm=21.869℃ 令:ps=pn+ps;pm=pn+pm;tm=273.15k+tm;ts=273.15k+ts; ps=92600+91862=184462pa,pm=92600+92227.3=184827.3pa; tm=273.15+21.869=295.019k,ts=273.15+22.417=295.567k; 則(zé)各靈敏系數爲: 4.2标準(zhǔn)不确定度(dù)彙總表 由于以(yǐ)上輸入(rù)量不确定(dìng)度分(fèn)量批次獨(dú)立,互(hù)不相關,故(gù)合成(chéng)标準不确定度(dù)爲: 5擴展(zhǎn)不确定(dìng)度的(de)評定(dìng) 取包(bāo)含因子k=2,urel≈0.36% 6測(cè)量不(bú)确定(dìng)度的報告(gào)與表(biǎo)示 渦街流量計在流量點(diǎn)70m3/h時儀表(biǎo)系(xì)數k=1662.167(1/m3),相對不(bú)确(què)定度爲(wèi):urel≈0.36%,k=2。 7結論 從(cóng)上(shàng)述不(bú)确定(dìng)度(dù)分析中(zhōng)可看(kàn)出(chū),擴展(zhǎn)不确定度與(yǔ)渦街(jiē)流量計(jì)口(kǒu)徑沒(méi)有關(guān)系(xì),重複性(xìng)會随着流量點的變化而改變(biàn),但在被測(cè)對象(xiàng)最佳選擇(zé)的情(qíng)況下(xià),流(liú)量計各(gè)點(diǎn)的(de)重複性基(jī)本一緻,即使(shǐ)有(yǒu)微量的改變,對合成标準不确定度(dù)幾乎沒有(yǒu)影響,因此(cǐ),臨界流音速噴嘴法(fǎ)氣體流量标準裝置(zhì)檢定渦街流量(liàng)計的(de)擴展(zhǎn)不(bú)确定(dìng)度爲:urel≈0.36%,k=2。
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