基于累计流量计算示值误差法的涡轮流量测试研究

　　0 引 言

　　涡轮流量仪表因其结构简单、加工零部件少、精确度高、重复性好、反映灵敏度高、安装维修使用方便、可输出脉冲和标准模拟信号、可测量单相液体的 流量和总量而得到广泛应用。但由于受传感器的结构和其工作原理的限制，用传统的精度计算方法计算仪表精度低，量程通常是10:l，用户在使用上受到许多限 制[1,2]。现采用累计流量计算示值误差来修正分段仪表系数的方法，在基于标准法标准装置进行检定测试，经过不断修正各段仪表系数，可使小流量的显示结 果接近真实值，从而增大了流量量程，同时也提高了流量计的精度与可靠性。

　　1 涡轮流量传感器特性曲线

　　涡轮流量传感器工作原理决定了其特性曲线，其特性曲线如图1 所示。

　　由图l 可知，仪表系数可分为两段，即线性段和非线性段[3,4]。线性段约为工作段的2/3，其特性与传感器结构尺寸及流体粘性有关。在非线性段，特性受轴承摩 擦力矩、流体粘性阻力矩、磁阻力矩影响较大。当流量低于传感器流量下限时，仪表系数随着流量迅速变化。压力损失与流量近似为平方关系。这段区域是使用时应 尽量避开的区域，小流量只有被舍弃[ 3 ]。

　　2 误差的计算

　　在传统的计量中，由于变送器受电子技术发展的限制，在流量计从大流量到小流量计量的整个量程中，用一个仪表系数进行运算。仪表系数在量程中的变 化，直接影响着仪表的计量精度。为了提高计量精度，就把计量量程缩小在线性区，计量量程也因此变窄。仪表系数和误差的计算[5]：

　　(1)仪表系数K 的确定

　　1 ) 每个检定点的仪表系数：

式中，Kij为第i检定点第j次检定的仪表系数，1/L或1/m3;

　　Nij为第i检定点第j次检定时流量计显示仪表测得的脉冲数;

　　Vij为第i个检定点第j次检定时标准装置测得的实际体积，m3;

　　i -1,2,3 m,m为检定点数，m≥3;

　　j -1,2,3 n,n为检定次数，n ≥3。

　　2 ) 每个检定点的平均仪表系数：

式中，Ki为第i检定点的平均仪表系数，1/L 或1/m3;n为检定点的检定次数。

　　3)计算传感器平均仪表系数K：

式中，(Ki)max为各个检定点的仪表系数Ki中的最大值，1/L或1/m3;

　　(Ki)min各个检定点的仪表系数Ki中的最小值，1/L 或1/m3。

　　(2)流量计最大示值误差

　　(3)重复性

　　重复性误差根据基本误差的测定结果，依下式按流量点分别进行计算：