现场流量计在线检测不确定度分析
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【摘要】 选用电子秤和电子秒表作为标准器,采用比较法,对在线流量计的示值误差进行不确定度分析。围绕测量重复性、标准器、被检表等不确定度来源进行评定。
【关键词】 电子秤;不确定度;在线;流量计
【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2019.03.007
Abstract: Using electronic scales and stopwatches as standard devices,the uncertainty of indication error of on-line flowmeters were analyzed by comparison method. The sources of uncertainty such as measurement repeatability,standard instrument and checked table were evaluated.
Key words: electronic scale;uncertainty;on-line;flowmeters
目前很多秤检测现场的流量计很难拆卸,这给检测带来了诸多不变,而且还需要在线检测,对检测要求和评定不确定度提出了更高的要求,本文对现场在线检测流量计的不确定度进行分析。
1 概述
1.1 测量依据
JJF(辽) 84-2010《液体流量测量系统在线校准规范》
1.2 计量标准
主要计量标准设备为电子秤(见表1)。
1.3 被测对象
被测对象流量计的准确度等级和最大允许误差(见表2)。
1.4 测量方法
使用电子秤进行校准,将容器置于电子秤上,电子秤去皮置零,处于准备状态。使测量系统正常工作,介质通过管道流入容器,同时开始记录校准时间和测量系统起始值,当电子秤示值超过量程2/3时,停止注入介质并记录校准时间和测量系统终止值。系统瞬时流量则记录10次瞬时流量。
2 测量模型
被校测量系统与标准金属量器测量值之间的示值误差为:
3 不确定度传播律
对公式(1)中的变量分别求偏导得到传播率为:
式中各灵敏系数为:
选一较好流量校准系统进行检测,标准器采用电子秤,校准记录见表3。
4 标准不确定度评定
4.1 被校测量系统引入的标准不确定度[u(q)]
被校测量系统引入的标准不确定度主要由系统的分辨力引入,系统的分辨力为0.01 kg/min,则[a=0.005 kg/min],服从矩形分布,所以:
流量点对应的分量值见表4。
4.2 标准器引入的标准不确定度[u(qs)]
4.2.1 电子秤引入的不确定度[ur(m)]
4.2.2 测量时间引入的不确定度[ur(t)]
测量时间不确定度主要由秒表以及換向时间引起,时间测量的最大误差不超过0.2 s,由此引入的标准不确定度为:
所以,标准流量的标准不确定度为:
4.3 重复性引入的标准不确定度[u(E)]
在校准时间内,重复测量3次,取平均值作为本次测量结果,所以重复性引入的标准不确定度为:
5 合成标准不确定度
标准不确定度汇总表见表5。
合成标准不确定度为:
6 扩展不确定度计算
各个流量点标准不确定主要是标准器和重复性带来的,这两项都是正态分布,所以取[k=2],相对扩展不确定度为:
7 结语
由以上的评定过程和评定结果,可以发现秤检测现场流量计评定不确定度的来源主要是标准器(秤)、被检系统读数和重复性。
【参考文献】
[1] 液体流量测量系统在线校准规范:JJF(辽):84-2010[S].
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