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        機(jī)械式溫度補(bǔ)償膜式燃?xì)獗硎局嫡`差評(píng)定與分析

        2024-05-11 00:00:08陳金虎
        大眾標(biāo)準(zhǔn)化 2024年7期
        關(guān)鍵詞:溫補(bǔ)燃?xì)獗?/a>示值

        陳金虎

        (晉中市綜合檢驗(yàn)檢測中心,山西 晉中 030600)

        機(jī)械式溫度補(bǔ)償燃?xì)獗恚ㄒ韵潞喎Q溫補(bǔ)燃?xì)獗恚儆谌莘e式氣體流量計(jì)。當(dāng)溫補(bǔ)燃?xì)獗碓谔鞖庋谉峄蚝涞膽敉夤ぷ鲿r(shí),可以有效補(bǔ)償因環(huán)境溫度變化而產(chǎn)生的燃?xì)鈸p耗和修正誤差,保證其計(jì)量性能符合規(guī)程要求。

        根據(jù)JJF1059.1-2012《測量不確定度的評(píng)定與表示》和JJG(晉)23-2023《機(jī)械式溫度補(bǔ)償膜式燃?xì)獗頇z定規(guī)程》,文章采用晉中市綜合檢驗(yàn)檢測中心膜式燃?xì)獗頇z定裝置在檢定結(jié)果中測得的數(shù)據(jù),對(duì)機(jī)械式溫度補(bǔ)償膜式燃?xì)獗硎局嫡`差不確定度評(píng)定進(jìn)行分析。

        1 不確定度評(píng)定的主要條件

        1.1 檢測在規(guī)程允許的環(huán)境條件下進(jìn)行

        檢定溫度為(20±5)℃;大氣壓力為86~106 kPa;相對(duì)濕度為30%~75%。在此次檢測中實(shí)際測量溫度為21 ℃,相對(duì)濕度為55%RH,大氣壓力為91 kPa。

        1.2 測量標(biāo)準(zhǔn)裝置信息

        使用的標(biāo)準(zhǔn)裝置為全自動(dòng)燃?xì)獗頇z定裝置,型號(hào)為MDKWS12,裝置的不確定度:Urel=0.5%,k=2,測量范圍:0.016~6 m3/h。

        1.3 被測對(duì)象信息

        溫補(bǔ)燃?xì)獗頊y量范圍為0.025~4 m3/h,最大允許誤差MPE:±1.5%。

        1.4 測量過程

        利用溫控裝置將檢定環(huán)境溫度調(diào)至21 ℃,將溫補(bǔ)燃?xì)獗碓谏鲜霏h(huán)境條件下溫度平衡12 h后,按程序輸入被測燃?xì)獗硇畔?,隨后發(fā)送參數(shù)啟動(dòng)氣泵,升壓至溫補(bǔ)燃?xì)獗碜畲蠊ぷ鲏毫Φ?.5倍,不間斷持續(xù)3 min,觀察是否有泄漏;密封性檢定結(jié)束后,啟動(dòng)真空泵,當(dāng)噴嘴前后達(dá)到一定的背壓比后,開始檢定壓損和示值誤差,電腦記錄被檢表實(shí)時(shí)的輸出值和相應(yīng)的燃?xì)獗眢w積值,并記錄氣溫、壓力、大氣壓力、相對(duì)溫度、燃?xì)獗磉M(jìn)口端壓力等。按照規(guī)程適當(dāng)選取3個(gè)檢定流量點(diǎn),將流經(jīng)音速噴嘴處的氣體流量通過溫度壓力換算轉(zhuǎn)化成氣體實(shí)際體積值,與在同一管路上的被檢燃?xì)獗硭鬓D(zhuǎn)指示的體積值相比較,從而確定被檢燃?xì)獗淼幕菊`差,計(jì)算其相應(yīng)不確定度。

        2 不確定度評(píng)定時(shí)溫補(bǔ)燃?xì)獗淼臋z定方法

        在溫補(bǔ)燃?xì)獗淼臋z定條件達(dá)到設(shè)定溫度時(shí),在最大流量狀態(tài)下預(yù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不少于1 min,開始檢定的時(shí)機(jī)應(yīng)是流經(jīng)的燃?xì)怏w積至少達(dá)到溫補(bǔ)燃?xì)獗砘剞D(zhuǎn)體積的50倍時(shí)進(jìn)行檢測,多次測得的示值誤差中最大值與最小值相應(yīng)的差值應(yīng)小于2%;如果在各個(gè)流量點(diǎn)測得的示值誤差符號(hào)一致,那么相應(yīng)示值誤差的絕對(duì)值應(yīng)小于1%。

        在進(jìn)行溫補(bǔ)燃?xì)獗淼氖局嫡`差檢定時(shí),應(yīng)該對(duì)最少通氣量有要求,符合計(jì)量性能的規(guī)定,參考溫補(bǔ)燃?xì)獗碜钚》侄戎?,一般?yīng)不少于最小分度值的200倍,而且在流量檢定點(diǎn)不應(yīng)少于1 min內(nèi)流經(jīng)的燃?xì)怏w積量。為了減少相對(duì)固定周期性變化帶來的影響,要讓溫補(bǔ)燃?xì)獗淼淖钚∥蛔州喼辽俎D(zhuǎn)動(dòng)一圈,另外在檢定小流量點(diǎn)的過程中,由于檢定時(shí)間較長,可以適當(dāng)減少通氣量,但要確保燃?xì)馐局档臏?zhǔn)確。

        在溫補(bǔ)燃?xì)獗頇z定中選取的流量點(diǎn)可分為大流量、中流量和小流量。大流量檢定點(diǎn)選取Qmax,中流量檢定點(diǎn)選取0.2Qmax,小流量檢定點(diǎn)選取范圍在Qmin~3Qmin,為保證量值準(zhǔn)確可靠,選擇在每個(gè)流量點(diǎn)重復(fù)檢定兩次。也可根據(jù)實(shí)際情況或者因某次檢定數(shù)據(jù)偏差大,適當(dāng)增加檢定次數(shù)。

        3 不確定度評(píng)定測量模型

        測量模型:

        式中:E-單次測量的示值誤差,%;

        Vm-被檢燃?xì)獗淼氖局?,L;

        Vref-通過燃?xì)獗淼臍怏w實(shí)際值標(biāo)準(zhǔn)器的體積值,L。

        4 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

        4.1 由示值誤差測量重復(fù)性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量uA的評(píng)定

        該相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要是由于被檢溫補(bǔ)燃?xì)獗淼氖局嫡`差測量重復(fù)性引起的,采用A類評(píng)定方法進(jìn)行評(píng)定,通過測量3塊燃?xì)獗淼氖局嫡`差、合并樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差來計(jì)算示值誤差測量重復(fù)性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

        對(duì)3塊G2.5膜式燃?xì)獗?,選取Qmax流量點(diǎn),連續(xù)重復(fù)測量6次,分別得到測量列,見表1。

        表1 對(duì)3塊G2.5膜式燃?xì)獗淼臏y量值 單位:%

        計(jì)算列表,見表2。

        表2 對(duì)表1測量值的計(jì)算列表

        由表2得知相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度:

        選取0.2Qmax流量點(diǎn),連續(xù)重復(fù)測量6次,分別得到測量列,見表3。

        表3 選取0.2Qmax流量點(diǎn),重復(fù)測量6次的測量值 單位:%

        計(jì)算列表,見表4。

        表4 對(duì)表3測量值的計(jì)算列表

        由表4得知相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度:

        選取Qmin流量點(diǎn),連續(xù)重復(fù)測量6次,分別得到測量列,見表5。

        表5 選取Qmin流量點(diǎn),連續(xù)測量的測量值 單位:%

        計(jì)算列表,見表6。

        表6 對(duì)表5測量值的計(jì)算列表

        由表6得知相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度:

        4.2 由音速噴嘴的流出系數(shù)和濕式流量計(jì)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量ur(Cd)的評(píng)定

        由檢定證書可知,流出系數(shù)的相對(duì)擴(kuò)展不確定度U=0.1 6%,k=2,則由音速噴嘴的流出系數(shù)引入的相對(duì)擴(kuò)展不確定度分量為:

        由檢定證書可知,濕式流量計(jì)的相對(duì)擴(kuò)展不確定度U=0.2 0%,k=2,濕式流量計(jì)在Qmin流量點(diǎn)處使用,則由濕式流量計(jì)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為:

        4.3 由音速噴嘴和濕式流量計(jì)前滯止壓力引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量ur(P0)的評(píng)定

        由儀器的使用說明書得知絕壓變送器準(zhǔn)確度等級(jí)為0.2級(jí),可以按均勻分布來考慮,則由音速噴嘴和濕式流量計(jì)前滯止壓力引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為:

        4.4 由音速噴嘴和濕式流量計(jì)前滯止溫度引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量ur(T0)的評(píng)定

        由上級(jí)權(quán)威檢定機(jī)構(gòu)出具的溫度變送器校準(zhǔn)結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為U=0.℃1 ℃1,k=2,則由音速噴嘴和濕式流量計(jì)前滯止溫度引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為:

        4.5 由溫補(bǔ)燃?xì)獗硖帨囟纫氲南鄬?duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量ur(T )的評(píng)定

        由上級(jí)權(quán)威檢定機(jī)構(gòu)出具的工況指示儀校準(zhǔn)結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為U=0.℃1 ℃1,k=2,則由溫補(bǔ)燃?xì)獗硖帨囟纫氲南鄬?duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量:

        4.6 由溫補(bǔ)燃?xì)獗硖帀毫σ氲南鄬?duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量ur(P)的評(píng)定

        由儀器的使用說明書得知絕壓變送器準(zhǔn)確度等級(jí)為0.2級(jí),可以按均勻分布來考慮,則由溫補(bǔ)燃?xì)獗硖帀毫σ氲南鄬?duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為:

        5 不確定度來源分析

        標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表,見表7。

        表7 不確定度來源分析表

        6 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算

        在流量點(diǎn)Qmax:

        在流量點(diǎn)0.2Qmax:

        在流量點(diǎn)Qmin:

        7 相對(duì)擴(kuò)展不確定度的計(jì)算

        取,k=2,在Qmax、0.2Qmax、Qmin流量點(diǎn)測量的示值誤差的相對(duì)擴(kuò)展不確定度分別為:

        8 相對(duì)擴(kuò)展不確定度的報(bào)告與表示

        溫補(bǔ)燃?xì)獗硎局嫡`差測量結(jié)果的相對(duì)擴(kuò)展不確定度為:

        9 結(jié)論

        通過機(jī)械式溫度補(bǔ)償膜式燃?xì)獗硎局嫡`差測量結(jié)果的不確定度評(píng)定的探討研究,規(guī)范了評(píng)定過程和評(píng)定程序,有效避免了在檢定過程中出現(xiàn)的各種不確定性,找出在檢定過程中影響較大的因素,并在以后的實(shí)際工作中加以注意和改進(jìn),利于計(jì)量檢測人員更加科學(xué)、公正、嚴(yán)謹(jǐn)、高效地開展檢定和校準(zhǔn)工作。

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