回轉(zhuǎn)體積的膜式燃?xì)獗硎局嫡`差檢定技術(shù)研究

劉冰逸楠，毛謙敏

(中國(guó)計(jì)量大學(xué) 計(jì)量測(cè)試工程學(xué)院,浙江 杭州 310018)

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回轉(zhuǎn)體積的膜式燃?xì)獗硎局嫡`差檢定技術(shù)研究

劉冰逸楠，毛謙敏

(中國(guó)計(jì)量大學(xué) 計(jì)量測(cè)試工程學(xué)院,浙江 杭州 310018)

為了提高膜式燃?xì)獗淼臋z定效率，改善最小流量點(diǎn)檢定耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，利用差壓法，即通過(guò)檢測(cè)燃?xì)獗砟ず袃?nèi)部往返運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)情況帶動(dòng)的燃?xì)獗磉M(jìn)、出氣口的壓差來(lái)獲得當(dāng)量回轉(zhuǎn)體積，并設(shè)計(jì)了以雙計(jì)時(shí)法和當(dāng)量回轉(zhuǎn)體積為基礎(chǔ)的膜式燃?xì)獗碚`差快速檢定裝置.該裝置以工控機(jī)為核心，設(shè)計(jì)了基于音速?lài)娮斓哪な饺細(xì)獗硎局嫡`差檢定裝置的自動(dòng)信號(hào)采集處理電路.通過(guò)LabVIEW上位機(jī)軟件完成示值誤差檢定界面的編寫(xiě).實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該檢定裝置穩(wěn)定可靠，能夠通過(guò)縮短小流量點(diǎn)檢定的時(shí)間來(lái)提高家用型膜式燃?xì)獗淼恼`差檢定效率.

膜式燃?xì)獗?；差壓法；回轉(zhuǎn)體積；雙計(jì)時(shí)法；示值誤差；快速檢定

膜式燃?xì)獗聿粌H是生產(chǎn)發(fā)展、貿(mào)易結(jié)算的計(jì)量器具，并且作為一種節(jié)約能源、提高經(jīng)濟(jì)效益和管理水平的重要工具[1]，需要積極響應(yīng)國(guó)家“低碳生活、節(jié)能降耗”號(hào)召[2].因此，不論在大中企業(yè)還是家庭用戶(hù)，膜式燃?xì)獗矶及缪萘酥匾慕巧?膜式燃?xì)獗砣找嬖鲩L(zhǎng)的市場(chǎng)需求，也對(duì)不斷完善我國(guó)膜式燃?xì)獗頇z定裝置和檢定方法，大力推動(dòng)我國(guó)城市燃?xì)獾陌l(fā)展提出了更高的要求.

燃?xì)獗頇z定的方法主要有鐘罩法、濕式表法、活塞法和音速?lài)娮旆ǖ鹊?其中最常用的是鐘罩法和音速?lài)娮旆╗3].相較于鐘罩式檢定裝置，音速?lài)娮炝髁繕?biāo)準(zhǔn)裝置音速?lài)娮旆€(wěn)定，裝置流量的調(diào)節(jié)僅通過(guò)調(diào)整噴嘴的組合就能實(shí)現(xiàn)，測(cè)量過(guò)程的最小通氣量?jī)H取決于被檢流量計(jì)的最小脈沖權(quán)重[4-5]，因此，本系統(tǒng)裝置以工控機(jī)為控制核心，音速?lài)娮熳鳛闄z定標(biāo)準(zhǔn)器.

基于音速?lài)娮斓臉?biāo)準(zhǔn)裝置有正壓法和負(fù)壓法之分.負(fù)壓法采用大氣作為氣源，投資小，并具有流量穩(wěn)定，能耗低的優(yōu)點(diǎn)，因此得到廣泛應(yīng)用[6].于是，本裝置采用真空負(fù)壓泵以空氣作為進(jìn)氣氣源，按負(fù)壓、吸入的方式進(jìn)行標(biāo)定.

針對(duì)工業(yè)膜式燃?xì)獗慝@得當(dāng)量回轉(zhuǎn)體積的方法，有學(xué)者提出采用一個(gè)光電傳感器置于表前，用于測(cè)量被檢表字輪式計(jì)數(shù)器最小讀數(shù)盤(pán)上的反光標(biāo)識(shí)，當(dāng)反光標(biāo)識(shí)每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈即輸出一個(gè)脈沖；另一個(gè)傳感器用于檢測(cè)膜式燃?xì)獗砟ず袃?nèi)部往返運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)情況，當(dāng)膜表完全排放一個(gè)當(dāng)量回轉(zhuǎn)體積的氣體時(shí)，輸出一個(gè)脈沖.由于兩個(gè)傳感器在相同流量條件下，示值誤差也相同的原理，通過(guò)示值誤差相等可建立等式，準(zhǔn)確計(jì)算出該膜表的實(shí)際回轉(zhuǎn)體積值[7].

但是，此種基于回轉(zhuǎn)體積的快速檢定方法在實(shí)際運(yùn)用時(shí)仍然存在許多問(wèn)題.對(duì)于家用小型膜式燃?xì)獗?如G1.6、G2.5、G4等)，其體積容量相對(duì)較小，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的往返運(yùn)動(dòng)情況在膜表的進(jìn)氣口較難進(jìn)行檢測(cè)，特別在目前常用的多表串聯(lián)檢測(cè)時(shí)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的往返運(yùn)動(dòng)情況檢測(cè)難度更大，需要增加復(fù)雜的機(jī)械及運(yùn)動(dòng)控制部件，而且通用性差，故基于回轉(zhuǎn)體積的膜式燃?xì)獗硎局嫡`差檢定技術(shù)還有待發(fā)展.所以本文提出了結(jié)合差壓法得到回轉(zhuǎn)體積的快速檢定技術(shù)，可以明顯改善上述方法的缺點(diǎn)，大大縮短膜式燃?xì)獗硇×髁奎c(diǎn)檢定的時(shí)間.

1 檢定原理

膜式燃?xì)獗淼幕剞D(zhuǎn)體積是膜式燃?xì)獗碛?jì)量的最基本單位.想要縮短膜式燃?xì)獗碜钚×髁奎c(diǎn)檢定時(shí)間，可以通過(guò)減小最小流量點(diǎn)的通氣量來(lái)實(shí)現(xiàn)，即把該點(diǎn)的檢定通氣量設(shè)置為當(dāng)量回轉(zhuǎn)體積.

采用雙計(jì)時(shí)法來(lái)獲得燃?xì)獗淼幕剞D(zhuǎn)體積：用一個(gè)光電傳感器檢測(cè)膜式燃?xì)獗肀眍^讀取數(shù)字輪信號(hào)，再用一個(gè)差壓傳感器測(cè)得進(jìn)氣口和出氣口的差壓，這個(gè)壓力差可以推動(dòng)膜式燃?xì)獗淼哪て谟?jì)量室內(nèi)運(yùn)動(dòng)，并且?guī)?dòng)配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行協(xié)調(diào)配氣，使得膜片的運(yùn)動(dòng)能夠連續(xù)往復(fù)的進(jìn)行.

檢定時(shí)將光電傳感器固定在燃?xì)獗砬埃梢詸z測(cè)被檢表上最小讀數(shù)盤(pán)上的反光標(biāo)識(shí).所以當(dāng)燃?xì)獗肀眍^的計(jì)數(shù)字輪每轉(zhuǎn)到標(biāo)識(shí)處一次時(shí)，光電傳感器就會(huì)輸出一個(gè)脈沖(對(duì)于家用膜式燃?xì)獗硗ǔ?duì)應(yīng)為10 dm3).差壓傳感器用于檢測(cè)膜表進(jìn)氣口與出氣口處的壓力差，經(jīng)過(guò)理論分析與實(shí)際測(cè)試均表明差壓信號(hào)與膜式燃?xì)獗淼幕剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)具有很好的相關(guān)性，可以用相關(guān)性分析的方法得出的差壓信號(hào)的周期代表燃?xì)獗淼幕剞D(zhuǎn)周期.圖1為大流量點(diǎn)時(shí)差壓傳感器輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)的電壓.

圖1 大流量點(diǎn)差壓傳感器輸出Figure 1 Differential pressure sensor output of large flow point

在動(dòng)態(tài)測(cè)試中要了解與時(shí)間有關(guān)的信號(hào)在不同時(shí)刻的取值有無(wú)內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，可以用相關(guān)函數(shù)的概念進(jìn)行處理，信號(hào)的相關(guān)性就是反映信號(hào)波形相互聯(lián)系緊密性的一種函數(shù).其中信號(hào)在一個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)值與另一時(shí)刻的瞬時(shí)值之間的依賴(lài)關(guān)系可以用自相關(guān)函數(shù)來(lái)描述.為了定量地確定信號(hào)x(t)與時(shí)移副本x(t+m)的差別或相似程度通常采用自相關(guān)函數(shù)[8].

(1)

由上述原理，通過(guò)外接數(shù)據(jù)采集處理模塊，在一段時(shí)間內(nèi)等間隔采樣差壓信號(hào)并將所得信號(hào)數(shù)值做自相關(guān)分析，可以獲得被檢表的回轉(zhuǎn)周期值.

外部數(shù)據(jù)采集處理模塊分析差壓傳感器信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算得出被檢表的回轉(zhuǎn)體積周期，根據(jù)示值誤差計(jì)算公式[9]：

(2)

式(2)中：δ—測(cè)量的示值誤差；Vm—測(cè)得的被測(cè)膜表的體積示值，Vref—通過(guò)燃?xì)獗淼膶?shí)際值；t—qref對(duì)應(yīng)測(cè)量時(shí)間.

因?yàn)閮蓚€(gè)傳感器在相同的氣體流動(dòng)條件下運(yùn)用同樣的標(biāo)準(zhǔn)表檢定計(jì)量裝置計(jì)量，滿足了在相同的流量條件下，示值誤差也相同的原理.由示值誤差公式，可推導(dǎo)出如下公式：

(3)

式(3)中：Vm—大流量檢定時(shí)，色標(biāo)傳感器測(cè)得的被檢膜表的體積示值；tm—Vm對(duì)應(yīng)的測(cè)量時(shí)間；Vc—回轉(zhuǎn)體積；N—大流量點(diǎn)檢定時(shí)當(dāng)量回轉(zhuǎn)體積個(gè)數(shù)；tn—N個(gè)回轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的測(cè)量時(shí)間.據(jù)此計(jì)算得到該膜式燃?xì)獗頊?zhǔn)確的回轉(zhuǎn)體積示值Vc.

大、中流量點(diǎn)進(jìn)行檢定時(shí)，工控機(jī)控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，由噴嘴滯止溫度、壓力得到質(zhì)量流量，再由環(huán)境溫度、大氣壓力、流量計(jì)處溫度壓力算出氣體在流量計(jì)處密度，從而得到氣體在流量計(jì)處的實(shí)際體積流量，即標(biāo)準(zhǔn)體積流量，然后和流量計(jì)測(cè)得的流量進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)檢定規(guī)則得出檢定結(jié)果，同時(shí)計(jì)算并保存被檢表的回轉(zhuǎn)體積值；小流量點(diǎn)檢定時(shí)，按照大或中流量點(diǎn)檢定時(shí)所得被檢膜表的回轉(zhuǎn)體積值作為檢定的標(biāo)準(zhǔn)通氣量，通過(guò)2～3個(gè)回轉(zhuǎn)體積氣體時(shí)停止檢定，由標(biāo)準(zhǔn)表值與被檢膜表的計(jì)算通氣量得到示值誤差并做合格判斷.

2 硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用STM32F系列微處理器作為控制核心，硬件電路還有差壓信號(hào)采集模塊、脈沖信號(hào)采集模塊、通訊模塊等等.系統(tǒng)硬件總體框圖如圖2.

圖2 系統(tǒng)硬件總體框圖Figure 2 Diagram of hardware system

2.1 色標(biāo)脈沖處理

流過(guò)被檢膜表的實(shí)際流量值主要借助于對(duì)外部色標(biāo)傳感器的脈沖數(shù)計(jì)量產(chǎn)生，因此，每只膜表對(duì)應(yīng)的外部光電采樣器通過(guò)外圍檢測(cè)電路連接至STM32微處理器的具有中斷功能的I/O口，用于采集脈沖信號(hào)發(fā)生時(shí)間、個(gè)數(shù)等數(shù)據(jù).當(dāng)脈沖到來(lái)，對(duì)應(yīng)的處理器管腳產(chǎn)生一次跳變，從而觸發(fā)中斷，實(shí)現(xiàn)一次數(shù)據(jù)傳送.同時(shí)，單片機(jī)每隔1 s定時(shí)刷新數(shù)據(jù)，讀取當(dāng)前各I/O口的脈沖數(shù)據(jù)，保存對(duì)應(yīng)時(shí)間，并每隔一定時(shí)間由STM32控制器向工控機(jī)傳送數(shù)據(jù)，由工控機(jī)進(jìn)行合格判定等后續(xù)數(shù)據(jù)處理.

2.2 差壓信號(hào)處理

采集到的差壓信號(hào)先通過(guò)差分放大電路，選用INA128芯片，通過(guò)單個(gè)外部電阻RG的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)1至10 000的增益[10].再通過(guò)程控放大電路，采用數(shù)字可編程增益儀器放大器AD8251，可直接通過(guò)GPIO口根據(jù)信號(hào)峰值放大1、2、4、8倍.[11]AD模塊采用芯片AD7606，將AD7606與STM32通過(guò)并行接口方式連接.AD7606的數(shù)據(jù)線DB0～DB15分別連接對(duì)應(yīng)的FSMC數(shù)據(jù)線.AD7606的BUSY引腳電平為高時(shí)表示AD正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換，變低表示轉(zhuǎn)換完成.將BUSY引腳接到STM32的外部中斷引腳并配置為下降沿觸發(fā)，這樣就可以在轉(zhuǎn)換完后及時(shí)讀取數(shù)據(jù).

2.3 變送器的信號(hào)采集

在本系統(tǒng)中采用音速?lài)娮鞕z定標(biāo)準(zhǔn)裝置自帶的變送器對(duì)溫度、壓力、濕度等信號(hào)進(jìn)行采集，信號(hào)通過(guò)電流電壓轉(zhuǎn)換器再經(jīng)過(guò)一個(gè)積分式A/D轉(zhuǎn)換器，積分式傳感器抗干擾能力強(qiáng)，精度高，速度慢，適用于像燃?xì)獗頇z定這樣周期較長(zhǎng)的數(shù)據(jù)采集.最后經(jīng)串口通訊送至處理器進(jìn)行溫壓濕度補(bǔ)償?shù)冗\(yùn)算.

2.4 I/O控制模塊

I/O控制模塊通過(guò)串口對(duì)7個(gè)音速?lài)娮斓淖詣?dòng)配對(duì)組合狀態(tài)的進(jìn)行控制；控制真空氣泵的啟停.

2.5 微處理器

微處理器采用的是STM32F系列.下位機(jī)軟件主要包括外部光電傳感器脈沖信號(hào)和差壓傳感器信號(hào)采集處理與串口通訊兩個(gè)核心部分.光電傳感器的信號(hào)通過(guò)STM32F微處理器的GPIO端口，利用外部中斷功能與定時(shí)器計(jì)數(shù)功能，依序記錄接收到的每一個(gè)脈沖信號(hào)脈沖的序號(hào)以及該脈沖發(fā)生當(dāng)前的時(shí)間.差壓傳感器信號(hào)通過(guò)放大后再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器并由微處理器采集，經(jīng)自相關(guān)處理運(yùn)算獲得回轉(zhuǎn)時(shí)間.利用串口通訊，可將得到的脈沖時(shí)間和回轉(zhuǎn)時(shí)間等信息送至上位機(jī)處理.

3 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)檢定系統(tǒng)的功能需求分析，本系統(tǒng)中上位機(jī)軟件系統(tǒng)流程圖如圖3.

圖3 上位機(jī)軟件系統(tǒng)流程圖Figure 3 Diagram of software system

在本系統(tǒng)中，上位機(jī)軟件控制了整個(gè)檢定系統(tǒng)的進(jìn)程，有序地調(diào)動(dòng)數(shù)據(jù)采集模塊、輸入輸出模塊等外部模塊完成數(shù)據(jù)采集輸出等工作，并完成后續(xù)數(shù)據(jù)管理等工作，有效地代替了大量人工操作，規(guī)避了人為誤差的引入，從而使整個(gè)過(guò)程更自動(dòng)化，效率更高.

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及結(jié)論

4.1 回轉(zhuǎn)法與普通法檢定誤差精度等級(jí)比較

以G2.5型膜式燃?xì)獗?標(biāo)定最小分度盤(pán)轉(zhuǎn)一圈為10 dm3，回轉(zhuǎn)體積為0.9 dm3，以下實(shí)驗(yàn)所用燃?xì)獗硇吞?hào)相同)為例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)JJG577-2012膜式燃?xì)獗頇z定規(guī)程要求，用同一檢測(cè)系統(tǒng)將大、中流量點(diǎn)通氣量設(shè)置為80 L，為了比較兩種方法的誤差大小，先要獲得較為精確的普通法檢定誤差，因此將小流量點(diǎn)設(shè)置為檢定10圈，得到其檢定誤差為0.408%.在使用普通法檢定的同時(shí)記錄前5次回轉(zhuǎn)體積所得到的回轉(zhuǎn)體積和檢定誤差，以保證能在環(huán)境條件相同的條件下比較兩種方法的誤差.

根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到由中流量點(diǎn)得到的燃?xì)獗砘剞D(zhuǎn)體積為0.942 4 dm3，回轉(zhuǎn)法得到的誤差如表1.

表中K值為通氣量為一個(gè)回轉(zhuǎn)體積時(shí)對(duì)應(yīng)燃?xì)獗碜钚》侄缺P(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的體積；U為回轉(zhuǎn)法與普通法相比示值誤差的差值.由表格可以看出，K值的浮動(dòng)變化范圍在0.1%左右，說(shuō)明所得K值可靠；相同的環(huán)境條件下，回轉(zhuǎn)法與普通法對(duì)燃?xì)獗硇×髁康恼`差差值能夠保證在0.1%以?xún)?nèi)的水平，能夠達(dá)到同一精度等級(jí)的要求.

4.2 回轉(zhuǎn)法與普通法重復(fù)性比較

以G2.5型膜式燃?xì)獗頌槔M(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用同一檢測(cè)系統(tǒng)將大、中流量點(diǎn)通氣量設(shè)置為80L和50L，分別將小流量點(diǎn)通氣量設(shè)置為一個(gè)回轉(zhuǎn)體積、兩個(gè)回轉(zhuǎn)體積和三個(gè)回轉(zhuǎn)體積，不同回轉(zhuǎn)體積的實(shí)驗(yàn)分別做10次以減少偶然性帶來(lái)的誤差，得到的不同回轉(zhuǎn)體積的小流量檢定誤差如圖4.

根據(jù)圖4可以得到小流量點(diǎn)通氣量設(shè)為不同回轉(zhuǎn)體積的誤差對(duì)比表格如表2.

圖4 通過(guò)不同回轉(zhuǎn)體積小流量檢定誤差圖Figure 4 Verification error diagram of small flow point through different rotary volume

表2 通過(guò)不同回轉(zhuǎn)體積氣體小流量點(diǎn)檢定誤差對(duì)比

流程重復(fù)性是根據(jù)多次實(shí)驗(yàn)中示值誤差最大值和最小值的差值得出的.國(guó)標(biāo)中要求大、中流量點(diǎn)檢定時(shí)要滿足重復(fù)性在0.6%以?xún)?nèi)，對(duì)小流量點(diǎn)并不做要求[9]，而應(yīng)用本文提出的方法檢測(cè)非常穩(wěn)定，任意兩次檢測(cè)的重復(fù)性都可以滿足在0.6%內(nèi)的要求.

再與現(xiàn)有的普通膜式燃?xì)獗碚`差檢定技術(shù)相比，在同一套檢定系統(tǒng)中得出的小流量點(diǎn)誤差檢定如圖5.

實(shí)驗(yàn)中大、中流量點(diǎn)通氣量不變，小流量點(diǎn)分別檢定一圈、兩圈和三圈.同理，由圖5可以得到普通法誤差分析表格如表3.

由表2、3對(duì)比可知，在日常根據(jù)國(guó)標(biāo)進(jìn)行檢定時(shí)，小流量一般檢定一圈，重復(fù)性并不是很好.如果檢定圈數(shù)增加，則耗時(shí)也大大增加，而改由回轉(zhuǎn)體積法得到檢定誤差不僅能節(jié)約時(shí)間，還能保證重復(fù)性小于0.6%.

按照誤差理論計(jì)算公式來(lái)看，隨著小流量點(diǎn)檢測(cè)圈數(shù)的增多，其平均誤差應(yīng)趨于精確，重復(fù)性應(yīng)越來(lái)越好.但在實(shí)際測(cè)量當(dāng)中，由于檢定一圈需要花費(fèi)時(shí)間比較長(zhǎng)，受到環(huán)境因素的影響，例如溫度、濕度的改變和光強(qiáng)的變化，以及實(shí)驗(yàn)所用的膜式燃?xì)獗聿⑽唇?jīng)過(guò)嚴(yán)格的校準(zhǔn)，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有達(dá)到十分的理想化.但回轉(zhuǎn)法與之相較，由于花費(fèi)時(shí)間少，環(huán)境變化影響不明顯，所以該問(wèn)題也隨之迎刃而解.

圖5 通過(guò)不同圈數(shù)氣體小流量點(diǎn)檢定誤差圖Figure 5 Verification error diagram of small flow point through different circle number of gas

表平均誤差重復(fù)性一圈0.4791.04兩圈0.7810.37三圈0.5310.41

同理，將本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于中流量點(diǎn)檢測(cè)中，可以得到中流量點(diǎn)檢定的平均誤差及流程的重復(fù)性如表4.

表4 通過(guò)不同回轉(zhuǎn)體積氣體中流量點(diǎn)檢定誤差對(duì)比

由表4可以看出，回轉(zhuǎn)法應(yīng)用于中流量點(diǎn)檢定既完全滿足國(guó)標(biāo)中中流量點(diǎn)檢定重復(fù)性應(yīng)小于0.6%的要求，且中流量完成一次回轉(zhuǎn)體積的檢定所需時(shí)間僅為4s.理論上應(yīng)用普通法完成一次檢定的時(shí)間至少為225s，在同等時(shí)間內(nèi)應(yīng)用回轉(zhuǎn)法可以完成50多次檢定.由此可見(jiàn)，在滿足檢定誤差結(jié)果比較精確的條件下，回轉(zhuǎn)法重復(fù)性好，檢定時(shí)間短，優(yōu)點(diǎn)十分突出.

4.3 檢定時(shí)間比較

以G2.5型燃?xì)獗頌槔?，其大、中、小流量分別為4 m3/h 、0.8 m3/h 和0.025 m3/h，換算單位即1.11 L/s、0.22 L/s和0.006 9 L/s，當(dāng)回轉(zhuǎn)體積為0.9 dm3時(shí)，檢定Qmax通氣量設(shè)為80 L，0.2 Qmax時(shí)的通氣量設(shè)為50L，每點(diǎn)檢定1次，Qmin檢定時(shí)的通氣量設(shè)置為2個(gè)回轉(zhuǎn)體積，檢定1次.其檢定結(jié)果如表5.

表5 檢定結(jié)果

型號(hào)規(guī)格：G2.5;大氣壓力：101.70kPa;精度等級(jí)：B;環(huán)境溫度：11.36;相對(duì)濕度：73.25%

三個(gè)點(diǎn)檢定一次的時(shí)間分別用t1、t2、t3表示，則可得到：

完成一次檢測(cè)所需的理論時(shí)間為t1、t2、t3與穩(wěn)定前等待時(shí)間t4(約120 s)之和，共計(jì)678 s，即11.3分鐘.實(shí)際檢定記錄的完成一次檢定所需時(shí)間約為11分鐘30秒，和理論時(shí)間基本吻合.與普通方法相比，小流量檢定時(shí)間減少了5倍之多.

5 總 結(jié)

經(jīng)過(guò)理論分析與實(shí)驗(yàn)證實(shí)：該裝置系統(tǒng)具有穩(wěn)定的性能，在現(xiàn)有基于音速?lài)娮斓哪な饺細(xì)獗硎局嫡`差檢定裝置的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加差壓采集和自相關(guān)運(yùn)算處理模塊，可有效獲得膜式燃?xì)獗淼漠?dāng)量回轉(zhuǎn)體積，大大減小小流量點(diǎn)檢定體積以提高小流量檢定的速度;同時(shí),該方法也可以應(yīng)用在中流量點(diǎn)檢定中，在保證測(cè)量準(zhǔn)確度的同時(shí)大幅縮短了檢定時(shí)間，提高了膜式燃?xì)獗頇z定的效率.

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Research on indicating error verification technology of diaphragm gas meters based on equivalent rotary volume

LIU Bingyinan, MAO Qianmin

(College of Metrology and Measurement Engineering, China Jiliang University, Hangzhou 310018, China)

To improve the efficiency of the diaphragm gas meter verification and shorten the inspection time of the minimum flow point, a rapid error verification device based on double-timer method and rotary volume was designed by means of the differential pressure method which could detect the inlet and outlet pressure that was driven by the movement of the reciprocating part of the diaphragm gas meter to obtain the equivalent rotary volume. The device used an industrial computer as the core and designed an automatic signal acquisition and processing circuit of a diaphragm gas meter indication error verification device based on the sonic nozzle. The verification interface was completed by the LabVIEW upper computer software. The experiment results show that this device is stable and reliable and can improve the efficiency of domestic diaphragm gas meter verification by shortening the verification time of minimum flow points.

diaphragm gas meter; differential pressure method; equivalent rotary volume; double-timer method; indicating error; rapid verification

2096-2835(2016)03-0264-06

10.3969/j.issn.2096-2835.2016.03.004

2016-05-16 《中國(guó)計(jì)量大學(xué)學(xué)報(bào)》網(wǎng)址：zgjl.cbpt.cnki.net

劉冰逸楠(1991- )，女，黑龍江省雙鴨山人，碩士研究生，主要研究方向?yàn)榫軆x器及機(jī)械．E-mail：237697386@qq.com

毛謙敏，男，教授．E-mail：qianmin@cjlu.edu.cn

TP216

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