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[摘 要]文章就热量表检定及其工作原理进行了详细的介绍，结合实践对其影响热量表检定装置的不确定度进行了相关分析，大致来说，其不确定度主要受计时器、电子称、换向器、标准砝码、标准表和温度等因素的影响。为了更好的评定热量表检定装置的不确定性，应该针对其问题提出相应的解决措施。
[关键词]热量表 检定装置 不确定度
中图分类号：TB9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0277-01
前言：
随着企业计量的不断发展，人们越来越重视电、水、气的计量，根据建设部的相关规定，供热计量开始施行收费，热量计量受到了人们更多的关注，并且涌现了很多生产热量表的企业。国家颁布了相应的行业标准，对其设计、技术和质量都提出了新的要求。
1.热量表检定概况
2001年2月5日建设部发布《热量表》（CJ128-2000）行业标准，这是我国首次制定热量表的标准，它结合了我国热量表研制、生产、使用情况，参照了欧洲热量表标准EN1434（Heat meters）和国际法制计量组织的R75号国际建议（OIML-R75）。规定了热量表的术语、技术特性、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装和贮存条件。2001年12月4日国家质量监督检验检疫总局发布“中华人民共和国国家计量检定规程-热能表（JJG225-2001）”，对热量表的首次检定、后续检定、使用中检验、定型鉴定及样机适用检定做出了规定。从此我国开始步入热计量工作标准化，一切热计量工作做到有法可依。2007年10月15日中华人民共和国建设部发布对CJ128-2000的修订版及《热量表》（CJ128-2007）行业标准。再次参照了欧盟热量表标准EN1434-2007版本和热量表计量检定规程JJG225，在技术要求和计量检定做出了完善。
2.热量表检定装置工作原理
计算器、温度、流量是热量表检定装置的三个主要组成部分。
安全罩、水盘、控制台、水槽、微机、电子称、水泵、试验管段、流量调节阀、循环水箱构成了流量这部分。其工作原理简单介绍如下：水箱温度达到一个溫度之后，热水由水泵送入供水管道，景观电控三通阀调准后切换，微机开始读数，预定时间截止后，水流切换到另一排空回流管道中。微机可以直接算出其流量值，根据上述的数据可以求得热能表的流量值。
将二等标准铂电阻和被测的温度电阻放入水槽中，对于不同的温度点进行测量，测量其阻值，将其数据输入计算机中，进而算出其对应的温度值，最后得出被测温度电阻的值。
计算器的检定是采用模拟信号输入的方式，用脉冲发生器和电阻箱模拟流量脉冲数、进水温度电阻值、出水温度电阻值输入到计算器，记录计算器得到的累积热量值，并将数据输入到计算机中进行误差计算。
3.不确定度分析说明
3.1 计时器
按照JJG164-2000《液体流量标准装置检定规程》中的5.2.4条，对计时器进行检定，得到计时器的A类相对标准不确定度s1=1×10-5和B类相对标准不确定度u1=2×10-5。晶振稳定度：1×10-6。
3.2 电子称
对于质量法热水流量标准装置，在水温为室温条件下，按照JJG164-2000《液体流量标准装置检定规程》中的5.2.5条，对电子秤进行直接检定，对检定数据进行分析，得到电子秤的A类相对标准不确定度s2和B类相对标准不确定度u2。
3.3 换向器
换向器在合成装置标准不确定度的贡献较大。对于质量法热水流量标准装置，在水温为室温条件下，按照JJG164-2000《液体流量标准装置检定规程》中的5.2.7条，用行程差法检定换向器，在台位的最大流量、最小流量点下分别检定，最短测量时间为30s，操作换向器10次，记录换入和换出时间。从而计算出换向器的A类相对标准不确定度s5、s6和B类相对标准不确定度u4。
3.4 标准砝码
电子秤检定用的标准砝码规格为25kg、500kg， 不确定度为0.0048%。
3.5 标准表
按照JJG643-2000《标准表法流量标准装置检定规程》中的6.2.4条，测量标准表引入的标准不确定度，主要是标准表仪表系数的准确度和标准表的稳定性的影响。因检定装置对仪表系数有修正功能，标准表对装置引入的误差主要是重复性的影响。用贝塞尔公式计算误差的A类不确定度。
3.6 温度
设装置选用温度范围：0～150℃，0.2级温度计，温度计允许误差为0.5℃。
3.7 热水蒸汽化
热水在测量过程中的蒸发对装置测量准确度的影响很大，所以应尽量采取有效措施避免蒸发量的损失。同时要对蒸发量进行修正。可以通过试验的方法。水的蒸发是从一个水气饱合状态变成另一个饱合状态的过程中发生的。在水温为50℃左右时，我们知道使1m3的空气升高1℃并达饱合状态需蒸发约0.0038kg的热水。
3.8 其他
标准铂电阻温度计检定不确定度（0.002℃），标准铂电阻温度计周期稳定性（0.01℃）。6位半数字电压表精度10-4（40ppm，±0.01℃）。均匀度：最大温差0.01℃；波动度：0.005℃/15min。标准电阻箱的最大步进值为1008，标准电阻箱的精度等级为0.02级，即误差为0.02%，因此，电阻校准装置的电阻误差为0.028，由此引入的温度不确定度为52mK。因此，电阻校准装置校正各标准电阻时测量的最大误差引起的温度测量不确定度<52mK，引入的不确定度优于0.017%。采用比焓差法，数学模型比较成熟，数值计算可以达到非常高的精度，因此数学模型算法引起的热量计算不确定度优于0.0001。数据采集、信号处理、数据处理及通信引入的不确定度很小，可以忽略。标准表电磁流量计，选用国际著名厂商的产品，在全量程范围内不确定度优于0.2%。缩小量程，选择0.35m/s～5m/s性能较好的区间使用，并且采用非线性修正方法校正其仪表系数，保证标准表的不确定度优于0.2%。标准表可以用该项目中的质量法装置进行检定，因此使用和检定条件相同。质量法装置的不确定度优于0.024%。
4.存在问题与改进措施
分量检定时对于由计算器、温度和流量引起的不确定度和误差应该进行分别验算，热量值是由各部分的测量数据合成的。但是在热量表运行过程中，计算器、温度和流量都是一起运行的，所以对于测量的精度十分不利。电子称的引入使得流量的测量十分不准确，一般可以采用较高精度的衡器称量，进而使流量传感器的不确定度有所降低。
流量检定根据相应的证书和试验报告，可以在室温下操作。室温下进行检定，会受到温差系数的影响，进而影响仪表的精度。流量检定时，应该对传感器的一些性能数据进行相应的修正和对比，进而使其温差的影响有所减少。
结语：
全国人们的利益与热量表的准确性有很大的关系，随着国家政策的改革，越来越多的地方财源采暖热量进行计量。随着试点运行的开始，越来越多的热量表企业都涌现。检验热量表的装置受到了人们的重视，为了提高热量表的准确性，应该采用分量检定法。
参考文献
[1] 李世红.热量表分量检定装置不确定度分析与评定[J].科技学报.2008（9）：102-108.
[2] 奥敦，赵峙峰，杨焕诚.RJZ-200热量表检定装置不确定的评定[J].内蒙古科技与经济.2012（8）：32-45.
[3] 王栋梁.热量表检定的现状和发展[J].论述与研究.2005（7）：12-20.
[关键词]热量表 检定装置 不确定度
中图分类号：TB9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0277-01
前言：
随着企业计量的不断发展，人们越来越重视电、水、气的计量，根据建设部的相关规定，供热计量开始施行收费，热量计量受到了人们更多的关注，并且涌现了很多生产热量表的企业。国家颁布了相应的行业标准，对其设计、技术和质量都提出了新的要求。
1.热量表检定概况
2001年2月5日建设部发布《热量表》（CJ128-2000）行业标准，这是我国首次制定热量表的标准，它结合了我国热量表研制、生产、使用情况，参照了欧洲热量表标准EN1434（Heat meters）和国际法制计量组织的R75号国际建议（OIML-R75）。规定了热量表的术语、技术特性、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装和贮存条件。2001年12月4日国家质量监督检验检疫总局发布“中华人民共和国国家计量检定规程-热能表（JJG225-2001）”，对热量表的首次检定、后续检定、使用中检验、定型鉴定及样机适用检定做出了规定。从此我国开始步入热计量工作标准化，一切热计量工作做到有法可依。2007年10月15日中华人民共和国建设部发布对CJ128-2000的修订版及《热量表》（CJ128-2007）行业标准。再次参照了欧盟热量表标准EN1434-2007版本和热量表计量检定规程JJG225，在技术要求和计量检定做出了完善。
2.热量表检定装置工作原理
计算器、温度、流量是热量表检定装置的三个主要组成部分。
安全罩、水盘、控制台、水槽、微机、电子称、水泵、试验管段、流量调节阀、循环水箱构成了流量这部分。其工作原理简单介绍如下：水箱温度达到一个溫度之后，热水由水泵送入供水管道，景观电控三通阀调准后切换，微机开始读数，预定时间截止后，水流切换到另一排空回流管道中。微机可以直接算出其流量值，根据上述的数据可以求得热能表的流量值。
将二等标准铂电阻和被测的温度电阻放入水槽中，对于不同的温度点进行测量，测量其阻值，将其数据输入计算机中，进而算出其对应的温度值，最后得出被测温度电阻的值。
计算器的检定是采用模拟信号输入的方式，用脉冲发生器和电阻箱模拟流量脉冲数、进水温度电阻值、出水温度电阻值输入到计算器，记录计算器得到的累积热量值，并将数据输入到计算机中进行误差计算。
3.不确定度分析说明
3.1 计时器
按照JJG164-2000《液体流量标准装置检定规程》中的5.2.4条，对计时器进行检定，得到计时器的A类相对标准不确定度s1=1×10-5和B类相对标准不确定度u1=2×10-5。晶振稳定度：1×10-6。
3.2 电子称
对于质量法热水流量标准装置，在水温为室温条件下，按照JJG164-2000《液体流量标准装置检定规程》中的5.2.5条，对电子秤进行直接检定，对检定数据进行分析，得到电子秤的A类相对标准不确定度s2和B类相对标准不确定度u2。
3.3 换向器
换向器在合成装置标准不确定度的贡献较大。对于质量法热水流量标准装置，在水温为室温条件下，按照JJG164-2000《液体流量标准装置检定规程》中的5.2.7条，用行程差法检定换向器，在台位的最大流量、最小流量点下分别检定，最短测量时间为30s，操作换向器10次，记录换入和换出时间。从而计算出换向器的A类相对标准不确定度s5、s6和B类相对标准不确定度u4。
3.4 标准砝码
电子秤检定用的标准砝码规格为25kg、500kg， 不确定度为0.0048%。
3.5 标准表
按照JJG643-2000《标准表法流量标准装置检定规程》中的6.2.4条，测量标准表引入的标准不确定度，主要是标准表仪表系数的准确度和标准表的稳定性的影响。因检定装置对仪表系数有修正功能，标准表对装置引入的误差主要是重复性的影响。用贝塞尔公式计算误差的A类不确定度。
3.6 温度
设装置选用温度范围：0～150℃，0.2级温度计，温度计允许误差为0.5℃。
3.7 热水蒸汽化
热水在测量过程中的蒸发对装置测量准确度的影响很大，所以应尽量采取有效措施避免蒸发量的损失。同时要对蒸发量进行修正。可以通过试验的方法。水的蒸发是从一个水气饱合状态变成另一个饱合状态的过程中发生的。在水温为50℃左右时，我们知道使1m3的空气升高1℃并达饱合状态需蒸发约0.0038kg的热水。
3.8 其他
标准铂电阻温度计检定不确定度（0.002℃），标准铂电阻温度计周期稳定性（0.01℃）。6位半数字电压表精度10-4（40ppm，±0.01℃）。均匀度：最大温差0.01℃；波动度：0.005℃/15min。标准电阻箱的最大步进值为1008，标准电阻箱的精度等级为0.02级，即误差为0.02%，因此，电阻校准装置的电阻误差为0.028，由此引入的温度不确定度为52mK。因此，电阻校准装置校正各标准电阻时测量的最大误差引起的温度测量不确定度<52mK，引入的不确定度优于0.017%。采用比焓差法，数学模型比较成熟，数值计算可以达到非常高的精度，因此数学模型算法引起的热量计算不确定度优于0.0001。数据采集、信号处理、数据处理及通信引入的不确定度很小，可以忽略。标准表电磁流量计，选用国际著名厂商的产品，在全量程范围内不确定度优于0.2%。缩小量程，选择0.35m/s～5m/s性能较好的区间使用，并且采用非线性修正方法校正其仪表系数，保证标准表的不确定度优于0.2%。标准表可以用该项目中的质量法装置进行检定，因此使用和检定条件相同。质量法装置的不确定度优于0.024%。
4.存在问题与改进措施
分量检定时对于由计算器、温度和流量引起的不确定度和误差应该进行分别验算，热量值是由各部分的测量数据合成的。但是在热量表运行过程中，计算器、温度和流量都是一起运行的，所以对于测量的精度十分不利。电子称的引入使得流量的测量十分不准确，一般可以采用较高精度的衡器称量，进而使流量传感器的不确定度有所降低。
流量检定根据相应的证书和试验报告，可以在室温下操作。室温下进行检定，会受到温差系数的影响，进而影响仪表的精度。流量检定时，应该对传感器的一些性能数据进行相应的修正和对比，进而使其温差的影响有所减少。
结语：
全国人们的利益与热量表的准确性有很大的关系，随着国家政策的改革，越来越多的地方财源采暖热量进行计量。随着试点运行的开始，越来越多的热量表企业都涌现。检验热量表的装置受到了人们的重视，为了提高热量表的准确性，应该采用分量检定法。
参考文献
[1] 李世红.热量表分量检定装置不确定度分析与评定[J].科技学报.2008（9）：102-108.
[2] 奥敦，赵峙峰，杨焕诚.RJZ-200热量表检定装置不确定的评定[J].内蒙古科技与经济.2012（8）：32-45.
[3] 王栋梁.热量表检定的现状和发展[J].论述与研究.2005（7）：12-20.