基于標(biāo)準(zhǔn)表法水流量平臺的電磁流量計示值誤差測量不確定度評定

何必權(quán)

（杭州市食品藥品檢驗(yàn)研究院，浙江杭州　310019）

基于標(biāo)準(zhǔn)表法水流量平臺的電磁流量計示值誤差測量不確定度評定

何必權(quán)

（杭州市食品藥品檢驗(yàn)研究院，浙江杭州310019）

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電磁流量計已廣泛用于污水排放、取水灌溉和工業(yè)生產(chǎn)等各個領(lǐng)域。根據(jù)筆者從事流量檢定工作多年，結(jié)合JJG1033-2007《電磁流量計檢定規(guī)程》的檢定方法，依托杭州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測院大流量實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)表法水流量平臺，對電磁流量計檢定結(jié)果的測量不確定度評定進(jìn)行了詳細(xì)分析，以供從事電磁流量計計量檢定/校準(zhǔn)的同行參考。

標(biāo)準(zhǔn)表法電磁流量計不確定度

1　測量方法

依據(jù)JJG1033-2007《電磁流量計檢定規(guī)程》。

2　測量對象

選取一臺準(zhǔn)確度等級1.0級、管徑為DN50mm、測量范圍為（0.5-50）m3/h的電磁流量計為測量對象，在DN（15～50）mm標(biāo)準(zhǔn)表法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置臺上檢定并進(jìn)行不確定度分析。

表1　檢定結(jié)果數(shù)據(jù)

表2　不確定度一覽表

3　數(shù)學(xué)模型

3.1體積流量計算

由于水的體積壓縮系數(shù)很小，當(dāng)壓力變化不很大時，可將水看作是不可壓縮液體，因此，由標(biāo)準(zhǔn)裝置得到的水的體積流量為［1］

式中：VQ——流過被檢表的實(shí)際累積體積流量，m3；

QVs——標(biāo)準(zhǔn)器給出的實(shí)際累積體積流量，m3；

β——檢定用液體在檢定條件下的體脹系數(shù)，1/℃；

θS——檢定時標(biāo)準(zhǔn)器處液體的溫度，℃；

θm——檢定時流量計處液體的溫度，℃；

k——檢定用液體在檢定條件下的體積壓縮系數(shù)，1/Pa；

ps——檢定時標(biāo)準(zhǔn)器處的壓力，Pa；

pm——檢定時流量計處流體的壓力，Pa。

實(shí)際計算時，由于一般情況下θm與 θS之差都小于5℃，且 pm與 ps之差小于0.1MPa，

因此，上式可簡化為：

3.2流量計誤差

在規(guī)定的環(huán)境條件下，按JJG1033-2007《電磁流量計檢定規(guī)程》檢定，以檢定規(guī)程給出的示值誤差表示式作為不確定度評定的數(shù)學(xué)模型。以循環(huán)水作為介質(zhì)，用標(biāo)準(zhǔn)表法測量，將電磁流量計顯示的累計流量計值與標(biāo)準(zhǔn)裝置的實(shí)際累積流量值比較，計算得出電磁流量計相對示值誤差。公式（3）所示：

式中：Eij為第i檢定點(diǎn)第j次檢定被檢流量計的相對示值誤差，% Qij為第i檢定點(diǎn)第j次檢定時被檢流量計顯示的累積流量值，m3（Qs）ij為第i檢定點(diǎn)第j次檢定時標(biāo)準(zhǔn)器的累積流量值，m3

Ei為第i檢定點(diǎn)相對誤差

4　示值誤差E的測量結(jié)果

依據(jù)JJG1033-2007《電磁流量計檢定規(guī)程》，檢定流量點(diǎn)可分為5點(diǎn)（qmin、0.25 qmax、0.50 qmax、0.75 qmax、qmax）。每個流量檢定點(diǎn)的重復(fù)檢定次數(shù)應(yīng)不少于3次［2］。

被檢表為：一臺準(zhǔn)確度等級1.0級、管徑為DN50mm、測量范圍為（0.5-50）m3/h的電磁流量計。檢定結(jié)果數(shù)據(jù)如下表1：

5　數(shù)據(jù)分析

5.1誤差不確定度分析

對于數(shù)學(xué)模型y=f（x1，x2，…，xN）相對靈敏系數(shù)Cri的表達(dá)方式：

相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的表達(dá)方式：

被測電磁流量計示值誤差E的不確定度來源主要包括：①標(biāo)準(zhǔn)裝置引入的相對不確定度；②測量的重復(fù)性引入的相對不確定度；

（1）標(biāo)準(zhǔn)裝置引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur（QS）：

本流量裝置的擴(kuò)展不確定度為Ur=0.25%，k=2

標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur（QS）=0.25%/2=0.125%

（2）被測流量計測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur（S）：

采用A類方法進(jìn)行評定：由表1檢定數(shù)據(jù)可得，最大重復(fù)性為s=0.074%，

因此，ur（S）=0.074%

5.2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

通過以上分析，將各分量列表，見表2。

因各影響量相互獨(dú)立，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

6　擴(kuò)展不確定度的評定

7　不確定度報告表達(dá)

綜上所述，該電磁流量計檢定各流量點(diǎn)最大的不確定度在5 m3/h處，誤差E=-0.38%， Ur = 0.29%，k=2。

［1］王池，王自如等.流量測量技術(shù)全書［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

［2］孟濤.電磁流量計檢定規(guī)程［S］.北京：國家質(zhì)量檢驗(yàn)檢疫總局，2007.