容積法油耗儀校準(zhǔn)裝置及測量不確定度分析

沈文奇

無錫市計(jì)量測試院 江蘇無錫 214000

當(dāng)前，機(jī)動(dòng)車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展態(tài)勢良好，隨之導(dǎo)致原油資源消耗量日益增加，呈現(xiàn)出資源緊缺的問題，并且對油耗問題提出更高要求。油耗也屬于機(jī)動(dòng)車中對于耗油量檢測的設(shè)備，應(yīng)該具備高度準(zhǔn)確性，才能踐行國家低碳、節(jié)能等系列政策實(shí)施。油耗儀在出廠以前，主要使用量筒、天平等檢測方式對其標(biāo)定。在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，無論是檢測裝置，還是檢測規(guī)范都有待完善，難以對于油耗儀的準(zhǔn)確性展開精準(zhǔn)檢測，致使油耗儀失準(zhǔn)問題屢見不鮮，質(zhì)量問題較多。通過容積法，利用煤油作為媒介，設(shè)置校準(zhǔn)裝置，對于流過油耗儀流體的容積進(jìn)行測量，展開校驗(yàn)，能夠有效利用該裝置展開校準(zhǔn)。

1 容積法檢測裝置介紹

通常來講，對于車輛的耗油量進(jìn)行計(jì)算，主要利用油耗儀在一定時(shí)間之內(nèi)顯示消耗燃油質(zhì)量、容積等進(jìn)行測定。使用容積法對于油耗儀的校準(zhǔn)裝置進(jìn)行設(shè)定，主要以煤油這種無味的油品作為介質(zhì)，進(jìn)行校準(zhǔn)。測量過程，主要根據(jù)通過油耗儀油流體的容積，完成油耗儀標(biāo)定、校驗(yàn)等。該裝置的組成部分如下：一油泵、二標(biāo)準(zhǔn)量器、三電磁閥、四溫度傳感器、五消氣過濾器、六穩(wěn)壓容器、七油箱、八溢流管。在標(biāo)準(zhǔn)器的選擇方面，使用一等標(biāo)準(zhǔn)、高精度玻璃量器或者金屬量器；流量調(diào)節(jié)方面，利用穩(wěn)壓容器或者變頻器完成，配合電磁閥，完成定點(diǎn)流量之下油耗儀相關(guān)檢測。不但能夠自帶檢測油源，而且還具備自動(dòng)控制多種功能[1]。

2 容積法油耗儀校準(zhǔn)裝置及測量不確定度分析

2.1 建立數(shù)學(xué)模型

2.2 確定靈敏系數(shù)

2.3 確定輸入量

通過上述模型的建立能夠知曉，待校驗(yàn)油耗儀的示值誤差不確定度影響因素產(chǎn)生的主要來源有如下幾種：第一，被校準(zhǔn)的油耗儀在測量過程的重復(fù)性，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)方面的不確定度；第二，被校驗(yàn)的油耗儀因分度值差異導(dǎo)致的不確定度；第三，由于標(biāo)準(zhǔn)量器的準(zhǔn)確度等級(jí)導(dǎo)致的不確定度；第四，由于信號(hào)采集過程問題導(dǎo)致的不確定度；第五，由于油品產(chǎn)生體積膨脹問題導(dǎo)致的不確定度。

2.4 評(píng)定不確定度的分類

選擇容積式油耗儀作為評(píng)定對象，無色煤油作為試驗(yàn)介質(zhì)，油耗儀的分度值是0．1mL，校準(zhǔn)點(diǎn)為100mL，利用玻璃量器作為評(píng)定計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器，保證其準(zhǔn)確度為一級(jí)，計(jì)量誤差處于±0．01%之間。

（1）A 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定。對于待校準(zhǔn)的油耗儀展開重復(fù)測量試驗(yàn)，獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，保證試驗(yàn)條件相同，對于各個(gè)所選校準(zhǔn)點(diǎn)展開重復(fù)測量，共計(jì)10 次，結(jié)合公式：

第一次測量的校 準(zhǔn)值 為101．1mL，yi? y 為0．82，( yi? y)2為6．7240E-01；第二次測量的校準(zhǔn)值為101．5mL，yi? y為1．22，(yi? y)2為1．4884E+00；第三次測量的校準(zhǔn)值為98．9mL，yi?y為-1．38，(yi? y)2為1．9044E+00； 第 四 次 測 量 的 校 準(zhǔn) 值 為98．5mL，yi? y為-1．78，( yi? y)2為3．1684E+00；第五次測量的校準(zhǔn)值為99．6mL，yi? y為-0．68，(yi? y)2為4．624OE-01；第六次測量的校準(zhǔn)值為101．9mL，yi? y 為1．62，( yi? y)2為2．6244E+00；第 七 次 測 量 的 校 準(zhǔn) 值 為98．9mL，yi? y 為-1．38，(yi? y )2為1．9044E+00；第八次測量的校準(zhǔn)值為99．3mL，yi? y為-0．98，( yi? y)2為9．604OE-01；第九次測量的校準(zhǔn)值為101．3mL，yi? y為1．02，(yi? y)2為1．0404E+00；第十次測量的校準(zhǔn)值為101．8mL，yi? y 為1．52，( yi? y)2為2．3104E+00。

（2）B 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定。待校油耗儀分度值是0．1mL，均勻分布，將包含因子取值3，可以計(jì)算出其不確定度的分量值為0．0289mL。故此，油耗儀不確定度的分量0．4296mL；因標(biāo)準(zhǔn)量器精準(zhǔn)度等級(jí)導(dǎo)致的不確定度，最大誤差處于±0．01%之間，將包含因子取值為2，計(jì)算出其不確定度值為0．005mL；信號(hào)采集期間產(chǎn)生的光電信號(hào)微弱，因此，影響度可忽略；由于油品體積膨脹，導(dǎo)致不確定度的分量值為0．0289[2]。

2.5 不確定分析

測量重復(fù)性（ 1u ）的不確定度為0．4286mL，正態(tài)分布；待校驗(yàn)油耗儀分度值（ 2u ）分度值的不確定度為0．0289mL，均勻分布；標(biāo)準(zhǔn)器的準(zhǔn)確度不確定度（ 3u ）為0．005mL，均勻分布；油品的體積膨脹（ 4u ）不確定度為0．0289m，均勻分布。綜合分析，誤差測量的不確定度等于0．4296mL。校準(zhǔn)期間，其拓展標(biāo)準(zhǔn)的不確定方面，將包含因子取值2，計(jì)算結(jié)果為0．86%。

2.6 測量報(bào)告

使用容積法校準(zhǔn)裝置對于耗油儀展開校準(zhǔn)測量，其擴(kuò)展不確定度為0．86%，且k=2。

3 結(jié)語

綜上所述，利用容積法對于油耗儀裝置具體工作原理進(jìn)行介紹，建立數(shù)學(xué)模型，并展開分析，明確油耗儀測量的不確定度具體數(shù)據(jù)。結(jié)合分析過程，能夠看出，裝置對于1．0 級(jí)別之下容積式油耗儀不確定度的分析高度可行，并且裝置具備較高的自動(dòng)化水平。校準(zhǔn)過程，不但能夠自帶油源，而且還能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，能夠降低人為因素導(dǎo)致的誤差，提高測量結(jié)果準(zhǔn)確性[3]。