雙向體積管法檢定質(zhì)量流量計(jì)不確定度評(píng)定

1、<p>　　雙向體積管法檢定質(zhì)量流量計(jì)不確定度評(píng)定</p><p>　　摘要：通過(guò)在線密度計(jì)輔助測(cè)量油品密度，然后乘以體積管的標(biāo)準(zhǔn)體積量，溫度壓力修正后與質(zhì)量流量計(jì)數(shù)值進(jìn)行在線比對(duì)，再根據(jù)JJG 1038-2008《科里奧利流量計(jì)檢定規(guī)程》，對(duì)雙向體積管檢定質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行不確定度的評(píng)定分析。其中，A類(lèi)不確定度評(píng)定主要針對(duì)檢定數(shù)據(jù)，B類(lèi)不確定度評(píng)定是根據(jù)檢定運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)確定。 </p><

2、;p>　　關(guān)鍵詞：體積管；質(zhì)量流量計(jì)；檢定；不確定度評(píng)定 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：O213.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p>　　Uncertainty Evaluation for Mass Flowmeter Calibration </p><p>　　by Pipe Prover </p><p>　　Zhang

3、Guangchao </p><p>　　Abstract：According to JJG 1038-2008《Verification Regulation of Goriolis Mass Flow Meters》,the uncertainty evaluation is analyzed for mass flowmeter calibration by pipe prover. </p>

4、<p>　　Key words：pipe prover；mass flowmeter；calibration；uncertainty evaluation </p><p><b>　　一、測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)述 </b></p><p><b>　　1、測(cè)量依據(jù) </b></p><p>　　JJG 1038-2008

5、《科里奧利流量計(jì)檢定規(guī)程》。 </p><p><b>　　2、測(cè)量對(duì)象 </b></p><p>　　在線使用的0.2級(jí)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，相對(duì)最大允許誤差為±0.2%。 </p><p>　　3、測(cè)量方法和工作原理 </p><p>　　體積管流量標(biāo)準(zhǔn)裝置由體積管、四通閥、檢測(cè)開(kāi)關(guān)、置換器、收發(fā)球筒、密度撬

6、座、溫度變送器、壓力變送器、安全閥、排污管線等組成。裝置主標(biāo)準(zhǔn)器為雙向U型體積管，質(zhì)量流量計(jì)檢定的方法是導(dǎo)通檢定流程，將流經(jīng)流量計(jì)的液體全部導(dǎo)入體積管，通過(guò)流量計(jì)算機(jī)自動(dòng)比較流量計(jì)示值和標(biāo)準(zhǔn)器實(shí)際值，實(shí)現(xiàn)在線比對(duì)。 </p><p>　　二、測(cè)量不確定度評(píng)定的原理及方法 </p><p><b>　　1、評(píng)定原理 </b></p><p>　　

7、根據(jù)測(cè)量方法和測(cè)量程序建立數(shù)學(xué)模型，即確定被測(cè)量(輸出量)與其他量(輸入量) 間的函數(shù)關(guān)系： </p><p><b>　　(1) </b></p><p>　　輸出量的估計(jì)值是由輸入量的估計(jì)值按數(shù)學(xué)模型確定的函數(shù)關(guān)系計(jì)算得到 </p><p><b>　　(2) </b></p><p>　　對(duì)于

8、數(shù)學(xué)模型，輸出量的不確定度將取決于的不確定度，即不確定度是的不確定度的來(lái)源，所以首先評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，評(píng)定方法可歸納為A類(lèi)評(píng)定和B類(lèi)評(píng)定。 </p><p>　　2、不確定度A類(lèi)評(píng)定方法 </p><p>　　對(duì)被測(cè)量，在重復(fù)性條件或復(fù)現(xiàn)性條件下進(jìn)行n次獨(dú)立重復(fù)觀測(cè)，觀測(cè)值為，得到算術(shù)平均值及實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差 </p><p><b>　　(3) </

9、b></p><p>　　算數(shù)平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差就是測(cè)量結(jié)果的A類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不確定度 </p><p><b>　　(4) </b></p><p><b>　　擴(kuò)展不確定度 </b></p><p><b>　　(5) </b></p><p>&l

10、t;b>　　式中： </b></p><p>　　為包含因子，通常情況下取2或3，即由所確定的區(qū)間具有的包含概率約為95%或99% </p><p>　　3、不確定度B類(lèi)評(píng)定方法 </p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)信息或資料，先分析或判斷被測(cè)量值落入的區(qū)間,并估計(jì)區(qū)間內(nèi)被測(cè)量值的概率分布，再按置信水準(zhǔn)來(lái)估計(jì)包含因子，則B類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為 <

11、/p><p><b>　　(6) </b></p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　-------置信區(qū)間半寬； </p><p>　　-------對(duì)應(yīng)于置信水準(zhǔn)的包含因子 </p><p>　　如果輸入量在區(qū)間段內(nèi)的分布情況難以確定，則可認(rèn)為服從均勻

12、分布，取包含因子為。 </p><p>　　三、體積管法檢定質(zhì)量流量計(jì)不確定度評(píng)定 </p><p>　　用0.05級(jí)雙向標(biāo)準(zhǔn)體積管和0.5級(jí)在線振動(dòng)管密度計(jì)在線檢定0.2級(jí)CMF400質(zhì)量流量計(jì)（介質(zhì)為柴油），根據(jù)檢定數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)器具不確定度來(lái)計(jì)算檢定流量計(jì)的不確定度。 </p><p><b>　　1、建立數(shù)學(xué)模型 </b></p>

13、;<p>　　體積管檢定質(zhì)量流量計(jì)的數(shù)學(xué)模型： </p><p><b>　　(7) </b></p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　--在線密度計(jì)檢測(cè)的液體密度，； </p><p>　　--體積管標(biāo)準(zhǔn)管段體積，； </p><p>

14、;　　--體積管處的液體表壓力平均值，； </p><p>　　--標(biāo)準(zhǔn)體積管內(nèi)徑，； </p><p>　　--標(biāo)準(zhǔn)體積管壁厚，； </p><p>　　--標(biāo)準(zhǔn)體積管材料的彈性模量，； </p><p>　　--體積管的體膨脹系數(shù),； </p><p>　　--體積管處液體溫度平均值， </p>&l

15、t;p>　　2、輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 </p><p>　　體積管標(biāo)準(zhǔn)不確定度、溫度變送器標(biāo)準(zhǔn)不確定度、壓力變送器不確定度和在線密度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度均可利用上級(jí)計(jì)量檢定部門(mén)的檢定證書(shū)結(jié)果采用B類(lèi)評(píng)定方法得出；測(cè)量數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度可通過(guò)檢定數(shù)據(jù)記錄采用A類(lèi)評(píng)定方法得出。 </p><p><b>　　表1 檢定數(shù)據(jù) </b></p><p>

16、;　　序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 </p><p>　　相對(duì)誤差 0.03% 0.03% 0.03% 0.01% 0.04% 0.03% 0.03% 0.03% 0.05% 0.04% </p><p><b>　　檢定數(shù)據(jù)的平均值 </b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差 </b></

17、p><p>　　算數(shù)平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差 </p><p>　　檢定數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 </p><p>　　根據(jù)檢定證書(shū)可得到，體積管符合0.05級(jí)，溫度變送器和壓力變送器符合0.5級(jí)，三項(xiàng)均認(rèn)為服從均勻分布，則體積管不確定度，溫度變送器不確定度，壓力變送器不確定度；在線密度計(jì)準(zhǔn)予作0.5級(jí)表使用，此處0.5級(jí)為可以理解為最大允許誤差約為0.5，檢定時(shí)所用油品最小密度

18、為819.9，則在線密度計(jì)不確定度，即可得到下表。 </p><p>　　表2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表 </p><p>　　符號(hào) 不確定來(lái)源 不確定度 </p><p>　　體積管 0.029% </p><p>　　在線密度計(jì) 0.035% </p><p>　　溫度變送器 0.29% </p><

19、p>　　壓力變送器 0.29% </p><p>　　流量計(jì)測(cè)量重復(fù)性 0.0033% </p><p>　　3、標(biāo)準(zhǔn)不確定度的合成 </p><p>　　根據(jù)數(shù)學(xué)模型可看出溫度和壓力測(cè)量的不確定度對(duì)結(jié)果影響相對(duì)很小，可以忽略不計(jì)。其他不確定度分量相互獨(dú)立，則合成不確定度 </p><p>　　3.4擴(kuò)展不確定度 </p>

20、<p><b>　　取2，則 </b></p><p>　　四、測(cè)量不確定度的報(bào)告與表示 </p><p>　　質(zhì)量流量計(jì)檢定結(jié)果的擴(kuò)展不確定度， </p><p><b>　　五、結(jié)論： </b></p><p>　　測(cè)量不確定度是與測(cè)量結(jié)果關(guān)聯(lián)的一個(gè)參數(shù)，用于表征合理賦予被測(cè)量的值的

21、分散性。它可以用于“不確定度”方式，也可以是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差（或其給定的倍數(shù)）或給定置信度區(qū)間的半寬度。通常測(cè)量結(jié)果的好壞用測(cè)量誤差來(lái)衡量，但是測(cè)量誤差只能表現(xiàn)測(cè)量的短期質(zhì)量。測(cè)量過(guò)程是否持續(xù)受控，測(cè)量結(jié)果是否能保持穩(wěn)定一致，測(cè)量能力是否符合生產(chǎn)盈利的要求，就需要用測(cè)量不確定度來(lái)衡量。測(cè)量不確定度越大，表示測(cè)量能力越差；反之，表示測(cè)量能力越強(qiáng)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b>

22、</p><p>　　[1] 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院，JJG 1038-2008科里奧利質(zhì)量流量計(jì)檢定規(guī)程[S]．北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2008. </p><p>　　[2]中國(guó)計(jì)量測(cè)試學(xué)會(huì)，一級(jí)注冊(cè)計(jì)量師[M].北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2011. </p><p>　　[3]國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局計(jì)量司，中國(guó)計(jì)量測(cè)試學(xué)會(huì)，現(xiàn)代企業(yè)計(jì)量工作指導(dǎo)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)標(biāo)