流量积算仪测量结果的不确定度评定

　　0　引言

　　流量积算仪是与流量传感器及温度、压力补偿仪器配套的二次仪表,它的测量结果直接关系到产品贸易结算的可靠性和准确性,因此对它的测量结果的不确定度进行评定就显得极为重要。不同的测量方法其测量结果的不确定度也不同,本文以涡街流量传感器配温度、压力补偿测量气体(非烃类)的流量积算仪为例,给出了其不确定度的评定方法。

　　1测量方法

　　根据JJG 1003-2005《流量积算仪检定规程》的要求,采用计量标准装置配置如下:由准确度为0.02%热工仪表校验仪CST3005C、0.01%的电阻箱ZX54和0.001%的频率校验仪ALTEK 942组成,积算仪采集热工仪表校验仪CST3005C输出的压力电信号(电流),电阻箱ZX54输出的温度信号(电阻),频率校验仪ALTEK 942输出的频率电信号,用一定的数学模型计算出瞬时流量、累积流量等,并进行显示和储存。

　　2　数学模型

　　依据检定规程,使用准确度为0.02%热工仪表校验仪和0.001%的频率校验仪,对使用介质为空气的流量积算仪FC6000进行检定,该积算仪配套仪表为:涡街流量传感器,设计状态下流量范围为500~5000m3/h,在检定环境(20±5℃)下放置4h以上即可进行试验。

　　体积流量表达式为:

　　式中:qVb为标况下的体积流量(m3/h);f为脉冲信号频率(Hz);k为仪表系数(1/ m3),在该积算仪中设定为1;p为工况压力(Pa);pN为标准大气压(Pa);ZN为标准状况下气体压缩系数;Z为工作状况下气体压缩系数;TN为标准状态下气体温度(℃);T为工况下气体温度(℃)。pN、TN、ZN均可视为常数,由此可得积算仪数学模型为:

　　式中:c为常数。

　　3流量测量的不确定度分量

　　3.1　输入频率引入的不确定度urel(f)

　　本装置采用准确度为0.001%的ALTEK 942校验流量积算仪的频率,设为均匀分布,取k=,则由此引起的相对标准不确定度urel(f) =0.001%/ =0.00058%。

　　3.2　输入压力对应电流引入的不确定度urel(p)

　　本装置采用电流输出部分准确度为0.02%的CST3005C校验流量积算仪的压力,设为均匀分布,取k= ,则由此引起的相对标准不确定度urel(p)=0.02%/ =0.0115%。

　　3.3　输入温度对应电阻引入的不确定度urel(T)

　　本装置采用准确度为0.01%的电阻箱校验流量积算仪的温度,设为均匀分布,取k=,则由此引起的相对标准不确定度urel(T)=0.01%/ =0.0058%。

　　3.4　气体压缩系数引入的不确定度urel(Z)

　　气体压缩系数根据气体压缩系数表查出,查表的不确定度为0.02%,设为正态分布,取k=3,则引起的测量不确定度urel(Z) = 0.02%/3 =0·0067%。