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摘 要:本文依据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》和JJG667-2010《液体容积式流量计检定规程》,同时结合自己平时的工作实际,对容积式流量计示值误差测量结果的不确定度进行评估。
关键词:容积式流量计 测量结果 不确定度评估
中图分类号:TH715 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)10(c)-0047-01
1 引言
(1)测量依据:JJG667-2010《液体容积式流量计》检定规程。
(2)测量的环境条件:大气温度为(15～25)℃;10min内变化≤1℃;相对湿度为(45～75)%;大气压力为(66～108)kPa。
(3)测量标准:二等标准金属量器(1000升、最大允许误差为±0.025%);温度计二支(分度值为0.2℃),测量范围(0～50)℃;秒表(分度值0.1s)。
(4)被测对象:容积式流量计,最大允许误差为±0.20%。
(5)测量过程:在规定的测量环境条件下,用容积为1000升的标准金属量器和温度计,在设定的流量点Q对容积式流量计进行在线测量,将流量计显示的体积值与标准量器经温度修正后的体积值比较之差,为容积式流量计的示值误差。
(6)在符合上述条件下的测量结果,一般可直接使用本不确定度的评定结果。
2 数字模型
△Q=Qm－Qs;QS=V[1－β(tm－ts)];V=Vs[1+βs(ts－20)];
即△Q=Qm－V[1+β(tm－ts)] ;
式中:△Q—流量计的示值误差(L);Qm—流量计显示值(L);
V—修正后的标准量器体积(L);Vs—标准量器读出的体积(L);
βs—标准器的体胀系数50×10-6/℃;β—液体膨胀系数1/℃;
tm—流量计出口温度℃;ts—标准器处液体温度℃;
由于Qm、V、β、tm、ts彼此独立不相关,据方差合成公式
N
uc2(y)=∑[f/xi]2·u2(xi_)得
i=1
uc2(△Q)=C12 u2(Qm)+C22 u2(V)+C32 u2(β)+C42 u2(tm)+C52 u2(ts);
灵敏系数:取V=1000L;β=12×10-4/℃;(tm－ts)=|△t|=2℃ 得
C1=1;C2=－[1+β(tm－ts)]=－1.0024; C3=－V(tm－ts)=2000L·℃;
C4=－Vβ=－1.2L/℃;
C5=Vβ=1.2L/℃。
3 输入量的标准不确定度评定
3.1 输入量Qm的标准不确定度u(Qm)的评定
输入量Qm的标准不确定度的主要来源是流量计的重复性,按检
定规程规定其重复性≤1/3×0.2%=6.67×10-4=r(重复性限);
u(Qm)=1000L·r/2.83=0.236L。
3.2 输入量V的标准不确定度u(V)的评定
V=Vs[1+βs(ts－20)]
因Vs、βs、ts相互独立,故
u2(V)=C12 u2(VS)+C22 u2(βs)+C32 u2(ts);
取βs=50×10-6/℃
ts=30℃ VS=1000 L
C1=1+βs(ts-20)=1.0005;
C2=VS(ts-20)=1000×10=10000L·℃
C3=VS·βs=1000L×50×10-6℃=0.05L/℃
①VS的标准不确定度u(VS)的评定
1000升标准金属量器检定证书
出U=2.5×10-4 k=2
则u(VS)=1000L·2.5×10-4÷2=0.125L
②βS的标准不确定度u(βS)的评定
不锈钢金属量器的体胀系数βS=50×10-6/℃,其分布区间为±5×10-6/℃,按均匀分布 k=1.732
则u(βS)=5×10-6/℃÷1.732=2.87×10-6/℃。
③ts的标准不确定度u(ts)评定
(0～50)℃温度计分度值为0.2℃,其允差为±0.2℃,按均匀分布,k=1.732,则:
u(ts)=0.2℃÷1.732=0.115℃。
故 u2(V)=C12 u2(VS)+C22 u2(βs)+C32 u2(ts)
u(V)=0.128L。
3.3 输入量β的标准不确定度u(β)的评定
取液体的体胀系数β=12×10-4/℃,其分布区间为±1.2×10-4/℃,按均匀分布,k=1.732,则:
u(β)=1.2×10-4/℃÷1.732=6.94×10-5/℃
3.4 输入tm的标准不确定度u(tm)的评定
u(tm)=u(ts)=0.2℃÷1.732=0.115℃
4 合成标准不确定度的评定
uc2(△Q)=C12 u2(Qm)+C22 u2(V)+C32 u2(β)+C42 u2(tm)+C52 u2(ts) ;
将上述相关数据代入公式得:
uc(△Q)=0.336L
5 扩展不确定度的评定
U(△Q)=0.336L×2=0.672≈0.7L (k=2)
Urel=0.7L÷1000L×100%=7×10-4
6 测量不确定度报告
用1000升标准金属量器在规定流量下对流量计进行在线测量,其测量结果的扩展不确定度U(△Q)=0.7L,Urel=7×10-4,(k=2)。
关键词:容积式流量计 测量结果 不确定度评估
中图分类号:TH715 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)10(c)-0047-01
1 引言
(1)测量依据:JJG667-2010《液体容积式流量计》检定规程。
(2)测量的环境条件:大气温度为(15～25)℃;10min内变化≤1℃;相对湿度为(45～75)%;大气压力为(66～108)kPa。
(3)测量标准:二等标准金属量器(1000升、最大允许误差为±0.025%);温度计二支(分度值为0.2℃),测量范围(0～50)℃;秒表(分度值0.1s)。
(4)被测对象:容积式流量计,最大允许误差为±0.20%。
(5)测量过程:在规定的测量环境条件下,用容积为1000升的标准金属量器和温度计,在设定的流量点Q对容积式流量计进行在线测量,将流量计显示的体积值与标准量器经温度修正后的体积值比较之差,为容积式流量计的示值误差。
(6)在符合上述条件下的测量结果,一般可直接使用本不确定度的评定结果。
2 数字模型
△Q=Qm－Qs;QS=V[1－β(tm－ts)];V=Vs[1+βs(ts－20)];
即△Q=Qm－V[1+β(tm－ts)] ;
式中:△Q—流量计的示值误差(L);Qm—流量计显示值(L);
V—修正后的标准量器体积(L);Vs—标准量器读出的体积(L);
βs—标准器的体胀系数50×10-6/℃;β—液体膨胀系数1/℃;
tm—流量计出口温度℃;ts—标准器处液体温度℃;
由于Qm、V、β、tm、ts彼此独立不相关,据方差合成公式
N
uc2(y)=∑[f/xi]2·u2(xi_)得
i=1
uc2(△Q)=C12 u2(Qm)+C22 u2(V)+C32 u2(β)+C42 u2(tm)+C52 u2(ts);
灵敏系数:取V=1000L;β=12×10-4/℃;(tm－ts)=|△t|=2℃ 得
C1=1;C2=－[1+β(tm－ts)]=－1.0024; C3=－V(tm－ts)=2000L·℃;
C4=－Vβ=－1.2L/℃;
C5=Vβ=1.2L/℃。
3 输入量的标准不确定度评定
3.1 输入量Qm的标准不确定度u(Qm)的评定
输入量Qm的标准不确定度的主要来源是流量计的重复性,按检
定规程规定其重复性≤1/3×0.2%=6.67×10-4=r(重复性限);
u(Qm)=1000L·r/2.83=0.236L。
3.2 输入量V的标准不确定度u(V)的评定
V=Vs[1+βs(ts－20)]
因Vs、βs、ts相互独立,故
u2(V)=C12 u2(VS)+C22 u2(βs)+C32 u2(ts);
取βs=50×10-6/℃
ts=30℃ VS=1000 L
C1=1+βs(ts-20)=1.0005;
C2=VS(ts-20)=1000×10=10000L·℃
C3=VS·βs=1000L×50×10-6℃=0.05L/℃
①VS的标准不确定度u(VS)的评定
1000升标准金属量器检定证书
出U=2.5×10-4 k=2
则u(VS)=1000L·2.5×10-4÷2=0.125L
②βS的标准不确定度u(βS)的评定
不锈钢金属量器的体胀系数βS=50×10-6/℃,其分布区间为±5×10-6/℃,按均匀分布 k=1.732
则u(βS)=5×10-6/℃÷1.732=2.87×10-6/℃。
③ts的标准不确定度u(ts)评定
(0～50)℃温度计分度值为0.2℃,其允差为±0.2℃,按均匀分布,k=1.732,则:
u(ts)=0.2℃÷1.732=0.115℃。
故 u2(V)=C12 u2(VS)+C22 u2(βs)+C32 u2(ts)
u(V)=0.128L。
3.3 输入量β的标准不确定度u(β)的评定
取液体的体胀系数β=12×10-4/℃,其分布区间为±1.2×10-4/℃,按均匀分布,k=1.732,则:
u(β)=1.2×10-4/℃÷1.732=6.94×10-5/℃
3.4 输入tm的标准不确定度u(tm)的评定
u(tm)=u(ts)=0.2℃÷1.732=0.115℃
4 合成标准不确定度的评定
uc2(△Q)=C12 u2(Qm)+C22 u2(V)+C32 u2(β)+C42 u2(tm)+C52 u2(ts) ;
将上述相关数据代入公式得:
uc(△Q)=0.336L
5 扩展不确定度的评定
U(△Q)=0.336L×2=0.672≈0.7L (k=2)
Urel=0.7L÷1000L×100%=7×10-4
6 测量不确定度报告
用1000升标准金属量器在规定流量下对流量计进行在线测量,其测量结果的扩展不确定度U(△Q)=0.7L,Urel=7×10-4,(k=2)。