燃油加油機(jī)體積測(cè)量不確定的分析與探討

吳海

【摘要】隨著私家車(chē)輛的增多，燃油需求也同樣增多，所以燃油加油機(jī)測(cè)量的準(zhǔn)確性關(guān)系到消費(fèi)者和加油站雙方的合法權(quán)益，對(duì)周期檢查的可靠度也有著重要的意義。本文根據(jù)2015年的燃油加油機(jī)的檢定規(guī)程，描述了標(biāo)準(zhǔn)金屬量器和其配套設(shè)備對(duì)油品的體積進(jìn)行測(cè)量，對(duì)比加油機(jī)的示值，得到測(cè)量不確定度的報(bào)告，并進(jìn)行分析和探討。

【關(guān)鍵詞】燃油加油機(jī)；示值誤差；不確定度；探討分析

前言

當(dāng)今社會(huì)，經(jīng)濟(jì)建設(shè)飛速發(fā)展，越來(lái)越多的人擁有私家車(chē)輛，并作為出行的代步工具。但面臨著燃油需求大，資源又比較緊缺的問(wèn)題，油價(jià)也不斷上漲，因此，燃油加油機(jī)體積測(cè)量的準(zhǔn)確度不管是對(duì)消費(fèi)者，還是加油站的利益來(lái)說(shuō)，都具有重要的意義。

目前加油站數(shù)目多，且都比較分散，致使加油站周期檢定的工作量大。所以提高加油機(jī)體積測(cè)量的精準(zhǔn)度，可以極大地提升其檢定、校準(zhǔn)的效率和可靠度。為了保護(hù)廣大人民的切身利益，建設(shè)燃油加油機(jī)體積測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)，推行準(zhǔn)確度高、操作簡(jiǎn)單的測(cè)量方法變得尤為重要。本文將介紹容量比較法，使用標(biāo)準(zhǔn)金屬量器在試驗(yàn)溫度下測(cè)量油的體積，并與加油機(jī)的示數(shù)進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)分析體積膨脹系數(shù)、加油機(jī)油溫測(cè)量、標(biāo)準(zhǔn)器油溫測(cè)量等不確定度對(duì)燃油加油機(jī)測(cè)量的不確定性進(jìn)行了分析與探討。

1、燃油加油機(jī)測(cè)量不確定的原因

燃油加油機(jī)測(cè)量的不確定度，即測(cè)量所得結(jié)果和其實(shí)際的量之間的差異。示值的不確定度，指加油機(jī)計(jì)量器顯示示數(shù)與輸入值之間的差異，對(duì)于機(jī)械的問(wèn)題，我們可以對(duì)其進(jìn)行合理的校正調(diào)整。而在合理范圍內(nèi)小的誤差值是不可避免的，但偏差不會(huì)超過(guò)規(guī)定的閾值，并且偏差是隨機(jī)的，因此不會(huì)對(duì)交易者的一方造成經(jīng)常性的損失。

2、燃油加油機(jī)測(cè)量原理與方法

基本原理為分別用燃油加油機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)金屬量器測(cè)量油的體積，通過(guò)容量比較法對(duì)燃油加油機(jī)測(cè)量的不確定度進(jìn)行分析與討論。根據(jù)JJG443-2015《燃油加油機(jī)檢定規(guī)程》計(jì)量檢定規(guī)程執(zhí)行，本實(shí)驗(yàn)中，在裝置結(jié)構(gòu)和傳感精度等都與100L標(biāo)準(zhǔn)容量的金屬量器相匹配。計(jì)量器和配套設(shè)備如表1所示。

基本的操作方法為，用熱電阻測(cè)量油槍槍口和容器內(nèi)部的油溫，計(jì)算溫度補(bǔ)償。取下油槍?zhuān)?/p>

啟動(dòng)燃油加油機(jī)，此時(shí)加油機(jī)的指示裝置歸零，并將加油機(jī)的流量調(diào)整到檢測(cè)所設(shè)定的流量。將待測(cè)的油注入準(zhǔn)備好的金屬容器中，并對(duì)油槍中和標(biāo)準(zhǔn)金屬容器中的油溫進(jìn)行測(cè)量。注入100L待測(cè)油品時(shí)，關(guān)閉油槍?zhuān)^(guān)察并記錄加油機(jī)所加油量的示數(shù)和容器內(nèi)部油溫的數(shù)據(jù)。為了減少操作等偶然性對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，每次測(cè)量均至少重復(fù)三次。

本文所在的測(cè)量環(huán)境按照J(rèn)JG443-2015《燃油加油機(jī)檢定規(guī)程》計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定，標(biāo)準(zhǔn)金屬容器的容積100L，允許誤差在標(biāo)準(zhǔn)值上下波動(dòng)的范圍不超過(guò)0.05%。用溫度計(jì)測(cè)量油品的溫度，用秒表計(jì)時(shí)器記錄時(shí)間。在設(shè)定的流量下，記錄加油機(jī)的示值，對(duì)其進(jìn)行溫度補(bǔ)償計(jì)算后，記作VBt，與加油機(jī)測(cè)得的示值VJ比較，所得的差值即示值的不確定度誤差。

3、測(cè)量數(shù)學(xué)模型和靈敏系數(shù)

3.1 測(cè)量的數(shù)學(xué)模型

△V指計(jì)算出的燃油加油機(jī)的示值誤差；VJ指加油機(jī)測(cè)得的示值，L；△VJ指燃油機(jī)讀數(shù)分辨率的影響，L；VBt指標(biāo)準(zhǔn)金屬量器的容積示值，L；VB指標(biāo)準(zhǔn)金屬量器在20℃時(shí)的容積，L；tJ指加油機(jī)流量計(jì)出口的溫度，℃；tB指標(biāo)準(zhǔn)金屬量器中油品的溫度，℃；βB指標(biāo)準(zhǔn)金屬量器材質(zhì)的體膨脹系數(shù)，℃-1；βy指檢定介質(zhì)的體膨脹系數(shù)，℃-1。

3.2 敏感系數(shù)。敏感系數(shù)Ci如下：

4、輸入量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

假設(shè)起始校準(zhǔn)的VJ示值穩(wěn)定，沒(méi)有誤差，即U（VJ）=0。除此之外，分別按照標(biāo)準(zhǔn)公式對(duì)燃油機(jī)讀數(shù)分辨率標(biāo)準(zhǔn)的不確定度U（△VJ），標(biāo)準(zhǔn)金屬量器在20℃時(shí)的容積的標(biāo)準(zhǔn)的不確定度U（VB），檢定介質(zhì)的體膨脹系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度U（βY），標(biāo)準(zhǔn)金屬量器材質(zhì)的體膨脹系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度U（βB），標(biāo)準(zhǔn)金屬量器中油品的溫度的標(biāo)準(zhǔn)不確定度U（tB），以及加油機(jī)流量計(jì)出口的溫度的標(biāo)準(zhǔn)不確定度U（tJ）進(jìn)行計(jì)算。

加油機(jī)在選擇最大的流量標(biāo)準(zhǔn)下，加油量和標(biāo)準(zhǔn)金屬量器的容量為100L，經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)量10次，獲得容量數(shù)據(jù)如表2所示。按照標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算公式，得10個(gè)容積數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差為0.02L。經(jīng)過(guò)計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算匯總表，并從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度看，加油機(jī)的示數(shù)誤差、標(biāo)準(zhǔn)量器不確定度估計(jì)其應(yīng)服從正態(tài)分布，加油機(jī)分辨率誤差、汽油體膨脹系數(shù)不確定度、標(biāo)準(zhǔn)金屬量器體膨脹系數(shù)不確定度、加油機(jī)內(nèi)溫測(cè)量不確定度和標(biāo)準(zhǔn)量器內(nèi)溫測(cè)量不確定度應(yīng)該是均勻分布。輸入量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定的匯總表如表3所示。

5、測(cè)量不確定度的報(bào)告

燃油加油機(jī)在100L下的示數(shù)誤差為0.02L，其相對(duì)擴(kuò)展不確定度的計(jì)算評(píng)定如下：

UYel（Ev）=2×7.18×10-4≈1.44×10-3，K=2

綜上所述，燃油加油機(jī)在100L標(biāo)準(zhǔn)金屬量器在設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)流量下，測(cè)量結(jié)果的相對(duì)擴(kuò)展不確定度為UYel（Ev）=1.44×10-3，包含因子K=2。

6、結(jié)語(yǔ)

本文經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，應(yīng)用了誤差和不確定度的概念和聯(lián)系，分析并討論了應(yīng)用100L體系標(biāo)準(zhǔn)金屬量器測(cè)定燃油加油機(jī)的不確定性，豐富了燃油加油機(jī)測(cè)量結(jié)果不確定度的評(píng)定體系。

目前，燃油加油機(jī)體積測(cè)量的準(zhǔn)確度日益受到社會(huì)各界的關(guān)注，做好燃油加油機(jī)測(cè)量不確定性的測(cè)量與分析，不僅能使燃油加油機(jī)的使用更加合理準(zhǔn)確，而且加強(qiáng)了周期檢查工作的科學(xué)性和可靠性。及時(shí)保證了加油站和消費(fèi)者的雙方利益，不使其中的任意一方受到長(zhǎng)期的損害，對(duì)雙方都更加的公平公正。

此外，計(jì)量檢測(cè)人員需要熟知燃油加油機(jī)不確定度的測(cè)量與分析。并經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的培訓(xùn)，掌握評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)方法與操作步驟，并將所有可能出現(xiàn)誤差的因素考慮周全。計(jì)量檢測(cè)人員應(yīng)該不斷提高自己的業(yè)務(wù)素質(zhì)與能力，并在實(shí)踐中提升自己。進(jìn)而促使加油站燃油加油機(jī)測(cè)量不確定度的評(píng)定更加具有準(zhǔn)確性和系統(tǒng)性。

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