王曉霞 張琳 蔡明璇

青島市計(jì)量技術(shù)研究院 山東青島 266071

目前許多城市，冬季集中供熱仍然使用流量積算儀、壓力/差壓變送器、鉑電阻和渦街流量傳感器等作為供熱用基本儀表，作為貿(mào)易結(jié)算依據(jù)。隨著本市“節(jié)能降耗”要求的實(shí)施，儀表測(cè)量的準(zhǔn)確度要求也隨之提高。現(xiàn)就流量積算儀的測(cè)量結(jié)果來做其不確定度分析，為工業(yè)生產(chǎn)控制及節(jié)能降耗提供準(zhǔn)確計(jì)量數(shù)據(jù)，以便更好地指導(dǎo)生產(chǎn)，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。

1 流量積算儀的工作原理

通過對(duì)與之配套的流量變送器、流量傳感器和其他變送器（溫度、壓力等）輸出電信號(hào)的采集，用一定的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出瞬時(shí)流量、累計(jì)流量等，并進(jìn)行顯示和儲(chǔ)存。有的積算儀還具有將瞬時(shí)流量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行輸出和進(jìn)行定量控制的功能。

與之配套的傳感器通常有標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置、渦輪、渦街、電磁、超聲波流量傳感器或變送器等，以及補(bǔ)償用的壓力變送器、差壓變送器、溫度變送器等。

積算儀的輸入信號(hào)一般有模擬信號(hào)和脈沖信號(hào)兩種形式。這里采用信號(hào)發(fā)生器、熱工儀表校驗(yàn)儀以及直流電阻箱作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入設(shè)備，工作電源為220伏穩(wěn)壓交流電源?，F(xiàn)就最為常見的配渦街式流量傳感器的流量積算儀為例，討論一下其不確定度。

2 數(shù)學(xué)模型

3 靈敏系數(shù)

4 不確定度分析如下

不確定度來源：各標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入設(shè)備的不確定度和被測(cè)儀表測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度。

（1）熱工儀表校驗(yàn)儀DN081的不確定度：0.02%根據(jù)均勻分布考慮：

（2）熱工儀表校驗(yàn)儀DNP71的不確定度：0.02%根據(jù)均勻分布考慮：

（3）多功能測(cè)試儀的不確定度：0.001%，根據(jù)均勻分布考慮：

（4）直流電阻箱的不確定度：0.02% 根據(jù)均勻分布考慮：

（5）電子秒表的不確定度：0.001%根據(jù)均勻分布考慮：

（6）由被測(cè)儀表測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：

（式中S的獲得方法如下：為得到本標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性，取一臺(tái)積算儀測(cè)量10次，在輸入頻率F=50Hz，溫度C=200℃，壓力P=0.9MPa下，輸出瞬時(shí)流量如表：

次數(shù) 輸出L（t/h） 次數(shù) 輸出L（t/h）1 4.4300 6 4.4297 2 4.4302 7 4.4298 3 4.4304 8 4.4301 4 4.4297 9 4.4299 5 4.4301 10 4.4300

5 擴(kuò)展不確定度U

（1）當(dāng)流量輸入信號(hào)為脈沖信號(hào)時(shí)，其用到的是熱工儀表校驗(yàn)儀、信號(hào)發(fā)生器、直流電阻箱，所以結(jié)果如下：

1.瞬時(shí)量：

2.累積量：

（2）當(dāng)流量輸入信號(hào)為模擬信號(hào)時(shí)，其用到的標(biāo)準(zhǔn)器是2臺(tái)熱工儀表校驗(yàn)儀、直流電阻箱，結(jié)果如下：

1.瞬時(shí)量：

2.累積量：

6 溫度與壓力的誤差計(jì)算方法

我們可以用excel的計(jì)算功能來實(shí)現(xiàn)計(jì)算。根據(jù)誤差計(jì)算方法：（測(cè)量值-理論值）＊100/量程，每次只需要輸入各個(gè)檢定點(diǎn)的實(shí)際測(cè)量值，然后取每個(gè)點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果的超差最大的值，“最大誤差”就自行生成。注意：這里的溫度和壓力的誤差，均為引用誤差。

7 流量誤差的計(jì)算方法

瞬時(shí)流量時(shí)根據(jù)工作方式選擇合適的計(jì)算公式，流量的“標(biāo)準(zhǔn)值”通過公式計(jì)算后，得出數(shù)值，自動(dòng)寫入對(duì)應(yīng)的位置。這里“標(biāo)準(zhǔn)值”是根據(jù)瞬時(shí)流量計(jì)算公式Q=3600＊ρ＊f/k算出，需要檢定人員填寫的部分為流量信號(hào)、補(bǔ)償信號(hào)、密度和顯示值，那么“標(biāo)準(zhǔn)值”自行生成?！罢`差%”是指相對(duì)誤差，即（顯示值-標(biāo)準(zhǔn)值）×100/標(biāo)準(zhǔn)值。檢定累積流量時(shí)，人員可以給定最大流量的輸入信號(hào)f和需要累積的時(shí)間，那么EXCEL可自動(dòng)生成“積算標(biāo)準(zhǔn)值”的數(shù)值。人員讀出初始值和終止值后，差值也由EXCEL計(jì)算后自動(dòng)填入，誤差的計(jì)算方法同瞬時(shí)流量。

8 結(jié)語

流量積算儀是一種多參量綜合計(jì)算的儀表，其最終結(jié)果的準(zhǔn)確度是各個(gè)參量的綜合誤差，我們?cè)跈z定流量積算儀時(shí)，務(wù)必考慮到各個(gè)參數(shù)的準(zhǔn)確性是否符合其準(zhǔn)確度要求，輔助參數(shù)溫度和壓力，直接影響計(jì)算公式中的密度數(shù)值，所以確保密度的數(shù)值是在可控范圍內(nèi)即可，流量的輸入信號(hào)頻率和電流，是結(jié)果的最直接的影響因素，對(duì)于貿(mào)易結(jié)算用的流量積算儀，其準(zhǔn)確度要求比較高，一般來說控制在0.5級(jí)以內(nèi)即可。