電磁流量計示值誤差校準(zhǔn)不確定度評定方法
發(fā)布時間：2022-08-11 23:08:34來源：www.kymg.com.cn來源：..
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摘要：為了保障電磁流量計在應(yīng)用過程中的穩(wěn)定性，針對電磁流量計示值誤差校準(zhǔn)不確定度評定方法展開研究。構(gòu)建不確定度評價數(shù)學(xué)模型計算電磁流量計的相對示值誤差，運用不確定性評價法計算一次試驗的標(biāo)準(zhǔn)偏差，評定了電磁流量計示值誤差的相對擴散不確定度，最終確定評估的數(shù)據(jù)。從流量計的不確定度評價中可以看出，校準(zhǔn)設(shè)備的不確定度在流量計的測量中起著舉足輕重的作用，能更好的保證流量儀表在生產(chǎn)過程中的準(zhǔn)確度，從而為使用者提供更好的安全保障。
關(guān)鍵詞：電磁流量計;示值誤差;誤差校準(zhǔn);校準(zhǔn)評定;不確定評定;評定方法;
0引言
電磁流量計是一種在電子技術(shù)上發(fā)展起來的產(chǎn)物。電磁流量計校驗應(yīng)采用由國家計量單位檢驗合格的流量校準(zhǔn)設(shè)備進(jìn)行實流校準(zhǔn)[1]。它的校準(zhǔn)誤差是在一個相對特殊的校準(zhǔn)設(shè)備上進(jìn)行的，因此，要解決的問題是測量儀器的標(biāo)準(zhǔn)偏差有無不確定性[2]。目前，許多電磁流量計制造商都會在其選擇數(shù)據(jù)中標(biāo)注自己制造的儀器精確度，也就是最大的允許偏差或準(zhǔn)確度級別[3]。如果把儀表換到其它位置，則會產(chǎn)生很大的誤差。為了保證電磁流量計在應(yīng)用過程中的穩(wěn)定性，本文對流量計示值誤差不確定度的計算方法展開了研究。
1構(gòu)建不確定度評價數(shù)學(xué)模型
本次測量依據(jù)《水表及其試驗裝置國家計量檢定規(guī)程》JJG162-1985的計量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。測量環(huán)境條件為0-40℃的環(huán)境溫度，水溫為0-20℃。選擇的測試產(chǎn)品為IFM4080K型DN30mm電磁流量計，儀表校驗設(shè)備累計誤差范圍為±0.20%。
本次測量采用標(biāo)準(zhǔn)金屬量具進(jìn)行標(biāo)定，在標(biāo)定過程中，將受檢儀與標(biāo)準(zhǔn)金屬量具之間的管道內(nèi)填滿介質(zhì)，然后將標(biāo)準(zhǔn)金屬量具浸濕，并將其放空至預(yù)定的剩余等待時間。將電磁流量計置于水位檢定儀上，調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥，用公稱式流量加水，將工作量儀倒入100 L水中，讀取電磁流量計的讀數(shù)，并將其與工作量儀上的實測水量進(jìn)行比較。
采用檢定規(guī)程所提供的示值誤差表達(dá)式作為不確定度評價的數(shù)學(xué)模型，以循環(huán)水中為介質(zhì)，采用靜態(tài)質(zhì)量方法進(jìn)行測量，將電磁流量計的累計流量與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的體積（換算成流量計狀態(tài)下的累計流量）進(jìn)行比較，從而得到電磁流量計的相對示值誤差。
2評定數(shù)據(jù)分析
2.1誤差不確定度
測量電磁流量計的不確定度是由輸入和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的輸出引起的。分析表明，不能重復(fù)輸入量的主要不確定性來源包括輸入量的非重復(fù)引起的相對不確定性;由于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的輸出誤差而產(chǎn)生的相關(guān)不確定性。
2.2相對不確定度
本文運用不確定性評價法，在檢驗點100%處測量出3個誤差，并應(yīng)用貝塞爾公式（1），計算出一次試驗的標(biāo)準(zhǔn)偏差：
式子中，Eij為第 j次檢定被測流量計的相對示值誤差，以%表示。Ej為檢測點 j次檢測時流量計所顯示的累計流量。以1 mT為例對重復(fù)性進(jìn)行分別不同的10次獨立重復(fù)測定評價，測量值分別為：1.003、1.006、1.010、1.010、1.012、1.015、1.015、1.017、1.011、1.010。
采用最大試驗標(biāo)準(zhǔn)偏差為相對不確定度，以降低風(fēng)險。通過國家計量檢測中心對其進(jìn)行校準(zhǔn)，得出的具體的標(biāo)定試驗數(shù)據(jù)，以便更真實地反映設(shè)備的使用情況，并結(jié)合實際對其進(jìn)行校核。結(jié)合上述標(biāo)準(zhǔn)不確定度和液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度，采用可信概率作為基準(zhǔn)測量標(biāo)準(zhǔn)，以提高可靠性。
3示值誤差不確度評定
通過對所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出了所得到的數(shù)據(jù)誤差，并將其作為對所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。
（1）水表檢定裝置的不確定度
所用的水表校驗設(shè)備（包括系數(shù) k=1）的擴充不確定度應(yīng)該比電磁流量計的錯誤極限的1/10，也就是0～1%。
（2）溫度范圍對量器影響
本規(guī)程中規(guī)定，在溫度為0～40℃時，不作任何修改。
（3）測量器體膨脹系數(shù)的不確定性
用膨脹系數(shù)的變化界限±28·9×10-6/℃的均勻分布表示不確定度：
（4）水體膨脹系數(shù)的不確定度
在0～40℃時，水介質(zhì)的體積膨脹系數(shù)極限為±0.5×10-4。
（5）一次檢定過程溫度變化
規(guī)范中要求此溫度的變動在4.5℃時不能校正，而實際的溫度變動較小。
（6）金屬測量桿的線性膨脹系數(shù)不確定性
用a變化界限 ±9·81×10-6/℃的均勻分布表示不確定度：
（7）被檢測的電磁流量計的重復(fù)率標(biāo)準(zhǔn)偏差
在常溫下，溫度范圍對測試儀的作用和工作測試儀的實際值都與室內(nèi)溫度相關(guān)，在3米每小時流量點對被測電磁流量計進(jìn)行了5次反復(fù)測試，其結(jié)果的誤差平均值為δ=1·45%，被檢測的電磁流量計的重復(fù)率標(biāo)準(zhǔn)偏差為：
式子中，為在i段上的輸入量，n為測量次數(shù)，在實際測量中對δ僅進(jìn)行測量，結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為。采用自適應(yīng)系數(shù) k=1、基于擴展不確定度的方法，計算了電磁流量計的示值誤差的相對擴散不確定度。
4結(jié)束語
本文對電磁流量計示值誤差校準(zhǔn)不確定度進(jìn)行了評估，并為其不確定度的評定提供了參考依據(jù)。校正裝置的不確定度越高，則越能較好地反映儀器的測量誤差，因此在進(jìn)行流量計校準(zhǔn)和正常生產(chǎn)中，改善校準(zhǔn)設(shè)備的不確定性能夠為使用者提供更好的安全保障。
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