涡街流量计精度影响分析

2018-07-10 clcc

1、简介

测量依据:根据JJG1029-2007“涡街流量计”的验证程序。环境条件:应符合规定的要求:环境温度为(5~45)°C,相对湿度一般为35%~95%,大气压一般为(86~106)kPa。

测量标准:临界流量声波喷嘴气体流量标准装置,Ur = 0.30%(k = 2);压力变送器,Urel = 0.2%(k = 2);温度变送器,Urel = 0.3K(k = 2)。

待测物体:涡街流量计,精度等级1.5。

测量介质:空气。

测量过程:将临界流量声波喷嘴气流标准装置的流量调节到规定值,使流体保持稳定一段时间;记录标准装置和待检流量计的初始记录;验证完成后,记录标准装置和待检流量计。最后的迹象。

2、测量数学模型


金属转子流量计


其中,Ki-在第i个测量点测量的仪表系数,单位为1 / m3;

Ni-在第i个测量点测量的流量计的脉冲数;

Vsi-第i个测量点由设备校正到被测量仪表的实际气体体积以m3为单位的值;

将Vsi转换为测量流量计的入口状态的数学模型是:


金属转子流量计


其中Pn-测量时局部实验室气体压力,Pa;

Psi,Pmi-标准装置处的气体压力和分别在第i点测量的测量流量计,Pa;

Tsi,tmi-标准时的气体温度和在第i点测量时的测量流量计,分别为°C;

Zsi,zmi-标准处的气体压缩系数和在第i点测量时测量的流量计,分别取zsi≈zmi,然后

金属转子流量计

3、每个输入数量的标准不确定性评估

3.1、气体流量计测量重复性引入不确定度分量ur(Nr)评价输入量Ni(单次测量脉冲数)不确定度源主要由涡街流量计的测量重复性引入,选择流量为70m3 / h,重复测量在重复条件下6次获得脉冲数Ni如下:(由A类方法评估)

金属转子流量计

3.2、临界流量声波喷嘴气流标准装置引入的不确定组分的评估ur(Vs)

  临界流声波喷嘴气流标准装置将源跟踪到更高级别的测量机构,证书可以知道标准装置的不确定度为Ur = 0.30%(k = 2),临界流声波喷嘴气流标准装置引入的测量点的实际流体体积累积(平均值)为70m3 / h为珔Vs绝对不确定度ur(Vs)= 1.083m3 * 0.30%/ 2 = 0.001625m3 at = 1.083m3

3.3、汽油喷嘴气体流量标准装置中压力测量引入的不确定度ur(Ps)评估

  标准喷嘴气流标准装置内的压力是通过测量两个压力变送器(0-150)kPa的压力获得的,这两个压力变送器分别安装在喷嘴的底部和顶部。可追溯性证书显示执行测量。结果的不确定性为:顶部Urel = 0.2%,k = 2;底部Urel = 0.2%,k = 2;由于两个压力变送器位于喷嘴的顶部和底部,它们彼此无关,因此相对不确定度为:up1 = up2 = 0.2%/ 2 = 0.1%;ur(PS)==金属转子流量计 0.1414%;然后,标准装置在测量点70m3 / h时的压力变送器的实际大气压力(平均值)为Ps = 91862Pa的绝对不确定性是:

0.1414%* 91862Pa = 129.9125Pa;

3.4、通过被检流量计的压力测量引入的不确定度ur(Pm)的评估

用于被测流量计的压力变送器是测量范围(0~150)kPa。从可追溯性证明可知Urel = 0.2%,k = 2,因此Pm的相对标准不确定度为:ur(Pm)= 0.2%/ 2 = 0.1%;测量点65m3 / h时流量计压力变送器实际大气压(平均值)的绝对不确定度为Pm = 92227.3Pa。时间绝对不确定度为:0.1%* 92227.3Pa = 92.2273Pa;

3.5、声波喷嘴气体流量标准装置温度测量引入的不确定度评定

声波喷嘴气流标准装置中的温度变送器的测量范围为(0~50)°C。从可追溯性证书可知,测量结果的不确定度为U = 0.3K,k = 2,则标准装置的温度引入的绝对不确定度为:

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3.6、被测仪表的温度测量引入的不确定度学位你(tm)

测量流量计的温度变送器的测量范围为(0~50)°C。 从可追溯性证书可知,测量结果的不确定度为U = 0.3K,k = 2,则测得的流量计为温度引入的绝对不确定度为:

金属转子流量计

4、综合标准不确定度评估

4.1、灵敏度系数

取:K = 1422.91 / m3,N = 1662.167,Vs = 1.083m3,Pn = 92600Pa,Ps = 91862Pa,Pm = 92227.3Pa,ts = 22.417℃,tm = 21.869℃

设:Ps = Pn + Ps;PM = P N + 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;

那么灵敏度系数是:

金属转子流量计
金属转子流量计


4.2、标准不确定性摘要

涡街流量计标准不确定度汇总图表

涡街流量计标准不确定性汇总表

由于上述输入量不确定度分量是独立且不相关的,因此合成标准的不确定性为:

金属转子流量计

5、评估扩展的不确定性

取包含因子k = 2,Urel≈0.36%

6、测量不确定度报告报告和代表

  涡街流量计在流量为70 m3 / h时的流量系数K = 1662.167(1 / m3),相对不确定度为:Urel≈0.36%,k = 2。

7、结论

  从上述不确定性分析可以看出,扩展的不确定性与涡街流量计口径无关,重复性随流量点的变化而变化,但在测量对象的最佳选择的情况下, 流量计每个点的重复性基本相同,即使有轻微的变化,对合成标准的不确定性几乎没有影响。 因此,涡街流量计的扩展不确定性由临界流量声波喷嘴法气流标准装置确定:Urel≈0.36%,k = 2。



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