摘要:對(duì)6台标準(zhǔn)渦輪流量計
的(de)測(cè)量數據(jù)進行(háng)分析,采用線性(xìng)内插和曲(qǔ)線拟(nǐ)合方法,比(bǐ)較兩種方(fāng)法計(jì)算結果的(de)不确定度,結果表(biǎo)明采用(yòng)曲線拟合(hé)的方(fāng)法對渦輪(lún)流量(liàng)計的誤差(chà)評定(dìng)更符(fú)合流量計(jì)的儀(yí)表特性,且(qiě)引入(rù)更低的不确定度。
0前言
标(biāo)準表(biǎo)法流量裝(zhuāng)置是(shì)指流體在(zài)相同的時(shí)間間隔内(nèi)連續(xù)通過标準流(liú)量計和(hé)被檢流量(liàng)計,用比較(jiào)的方(fāng)法确(què)定被檢流量(liàng)計(jì)的精度的(de)方法(fǎ)。裝置由(yóu)流體源、試驗(yàn)管路(lù)系統(tǒng)、标(biāo)準流量(liàng)計、流(liú)量調(diào)節(jiē)閥(fá)以(yǐ)及(jí)輔助設備(bèi)等組(zǔ)成,方(fāng)便(biàn)量(liàng)值傳(chuán)遞、擴(kuò)大流量範(fàn)圍、節(jiē)約(yuē)投(tóu)資和(hé)提高(gāo)檢定效率(lǜ)。渦輪(lún)流量計具(jù)有精(jīng)度高、響應快、測量(liàng)範圍寬(kuān)和壓(yā)損小等優(yōu)點,“常(cháng)作爲标準器應用在(zài)标準(zhǔn)表法(fǎ)流量标準裝置(zhì)中。
根據jjc643-2003《标(biāo)準表法(fǎ)流量标(biāo)準裝置》可(kě)知,利(lì)用标(biāo)準裝置對流量計(jì)進(jìn)行檢(jiǎn)定時(shí),選取量程(chéng)内的(de)固定幾個流量點作爲檢(jiǎn)定點,檢(jiǎn)定(dìng)點與(yǔ)被檢流量計工(gōng)作時的實(shí)際流量點不一(yī)-緻,即(jí)非定點使用的情況(kuàng)。非定點使用的流量(liàng)計,需基于(yú)檢定(dìng)點的(de)不确定度對未(wèi)檢定流量點的(de)不确定度(dù)進行評估,不(bú)同的評(píng)估方法對不确(què)定度(dù)的引(yǐn)入存(cún)在差别。本(běn)文對6台渦(wō)輪(lún)流(liú)量計(jì)的校(xiào)準結果爲參考(kǎo),采用線性内(nèi)插和曲線拟(nǐ)合兩(liǎng)種方(fāng)法(fǎ)對(duì)比,分析兩種評(píng)估方(fāng)法。
1渦輪流(liú)量計
渦輪流量(liàng)計是一-種流量(liàng)測量儀表(biǎo),流動流體的(de)動力驅使渦輪(lún)葉片旋轉,其旋(xuán)轉速度(dù)與(yǔ)體積(jī)流量近(jìn)似成比例(lì)。通過(guò)流量計(jì)的(de)流體(tǐ)體積示值是以(yǐ)渦輪葉輪轉數爲基準的。使用(yòng)儀表系數k計算流量計示值誤(wù)差的爲(wèi)a類,使用累積流量計算(suàn)流量(liàng)計示值誤(wù)差的爲b類。
1.1使用(yòng)儀表系(xì)數k計算(suàn)示值(zhí)誤(wù)差
式中(zhōng):ki——檢定點(diǎn)的(de)平均儀表系數,(m3)-1或l-1;
kij——第(dì)i檢定點第j次(cì)檢(jiǎn)定的系數(shù),(m3)-1或l-1;
nij——第(dì)i個檢定點第j次(cì)檢定(dìng)時(shí)流(liú)量計(jì)顯示儀表測得的脈沖數(shù);
vij——第i個(gè)檢定(dìng)點第(dì)j次檢(jiǎn)定時标準裝置(zhì)測
得(dé)的實(shí)際體積,m3或(huò)l;
i-——1,2,...m,m.爲檢定點(diǎn)數,m≥3;
j--1,2...n,n爲(wèi)檢定(dìng)點數(shù),n≥3。
渦輪流量(liàng)計的(de)儀表系數(shù)k:
式中:(ki)max——流量計在qt和qmax流(liú)量範圍(wéi)各流量(liàng)檢定點(diǎn)的ki中(zhōng)的(de)最大(dà)值,(m3)-1或(huò)l-1;
(ki)min——流量(liàng)計在(zài)qi和qmax流量範(fàn)圍各流量(liàng)。檢定點的ki中的最小(xiǎo)值,(m3)-1或(huò)l-1。
1.2使用累積流量(liàng)計算流量(liàng)計的(de)相(xiàng)對示值(zhí)誤差(chà)
式中:eij——第i檢(jiǎn)定(dìng)點第j次(cì)檢定(dìng)被檢流量(liàng)計的(de)相對示值(zhí)誤差(chà),%;
vij——第i檢(jiǎn)定(dìng)點(diǎn)第j次檢定時流量計(jì)顯示的累積流(liú)量值(zhí),m3;
(vs)ij——第i檢定點(diǎn)第j次檢定時标(biāo)準器(qì)換(huàn)算(suàn)到流(liú)量計處狀态的(de)累(lèi)積流(liú)量(liàng)值,m'。
第(dì)i檢定(dìng)點被(bèi)檢流(liú)量計的相對示值誤差(見(jiàn)表1):
2誤(wù)差評估(gū)方法.
2.1線性(xìng)内插
渦輪流(liú)量計的理想特(tè)性是假定(dìng)渦輪(lún)處于勻速運動(dòng)的平衡狀(zhuàng)态,并(bìng)且機械摩(mó)擦阻力矩和流體對(duì)渦輪的阻(zǔ)力矩(jǔ)均可(kě)忽略的條(tiáo)件下,儀(yí)表(biǎo)系數(shù)與流(liú)量(liàng)之間的(de)關系爲線(xiàn)性。
對(duì)于非定點使用(yòng)下渦輪(lún)流量計的相(xiàng)對示值誤(wù)差,國内普(pǔ)遍采(cǎi)用線性内插法(fǎ)(簡寫爲(wèi)li),即(jí)通過相鄰流量的qvi、qvi+1及(jí)誤差ei;e;1,采(cǎi)用(yòng)線性(xìng)内插(chā)的方式計(jì)算得到相鄰流量間q.1.的誤差e.li,i,i+1|,則:
2.2曲線(xiàn)拟合
渦輪(lún)流量(liàng)計(jì)的(de)儀表(biǎo)系數(shù)主(zhǔ)要受機(jī)械摩擦阻力和(hé)流體阻力的影響。機械(xiè)摩(mó)擦阻(zǔ)力越(yuè)小,流量計(jì)的始動流量值(zhí)也越(yuè)小,即(jí)在小流量(liàng)區段(duàn)量限越寬,減小流量(liàng)計的(de)軸與軸承(chéng)間(jiān)的摩擦力可(kě)提高小流(liú)量特(tè)性。流體的(de)運動(dòng)粘度(dù)較(jiào)低時,儀(yí)表系數幾乎爲一常數,超過某(mǒu)一黏度值後,儀(yí)表系(xì)數将(jiāng)随着(zhe)運動黏度的增大不(bú)再(zài)呈現線(xiàn)性。
對6台(tái)渦輪流(liú)量計的校(xiào)準數據進行流量計(jì)誤差e和檢(jiǎn)定點(diǎn)q,間進(jìn)行(háng)曲線拟(nǐ)合(hé),計算拟(nǐ)合參(cān)數和不确定,其(qí)公式如下:
計算(suàn)出6台(tái)渦輪流量(liàng)計的(de)拟合系數和(hé)不(bú)确定度,具(jù)體數據(jù)見表(biǎo)3。
2.3評估方法比較
基(jī)于6台(tái)渦(wō)輪流量(liàng)計的校(xiào)準結果,線性(xìng)内插和曲(qǔ)線拟合得(dé)到的各渦輪流量計(jì)的不确定(dìng)度如圖1所(suǒ)示。
圖(tú)1表明:線性内插法的(de)不确定度(dù)明顯(xiǎn)超過曲線拟合法,線性(xìng)内插的(de)不确(què)定度最大(dà)爲0.072%,曲(qǔ)線拟合法(fǎ)最大爲0.025%,其中兩種不(bú)确定度差(chà)異最大(dà)的(de)達到0.047%。
3結論
以(yǐ)6台氣體(tǐ)渦輪流量計
的(de)測量數據爲基(jī)礎,比.較(jiào)線(xiàn)性插值和(hé)曲線(xiàn)拟合(hé)兩種(zhǒng)誤差評定(dìng)方法引(yǐn)入的不(bú)确定度,曲線拟(nǐ)合結果更符合渦輪(lún)流量計的(de)儀表(biǎo)特性,能更(gèng)好的預測渦輪(lún)流量計在各流量點的誤(wù)差值,實現量(liàng)值傳遞的正确可(kě)靠。
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