電磁流量計示值誤差測量結(jié)果不確定度評定

1、電磁流量計示值誤差測量結(jié)果不確定度評定測量依據(jù):JJG 1033-2007電磁流量計檢定規(guī)程、JJF1059.1-2012測量不確定度評定與 表示。測量環(huán)境條件：環(huán)境溫度：5C35C,相對濕度：45%75%,大氣壓力：86kPa106kPa測量標(biāo)準(zhǔn)：是基于靜態(tài)質(zhì)量法測量原理的液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置型號為UY-03，測量范圍(11800)m3/h, 準(zhǔn)確度為0.05%。由電子臺秤、測量管道、標(biāo)準(zhǔn)表、壓力變送器、溫度變送器等部分組成。 工作時通過離心水泵將地下水池的水抽到穩(wěn)壓罐中，通過相連接的測量管道流經(jīng)被檢流量計， 流入稱重容器并通過電子臺秤進行稱重，將被檢流量計和電子臺秤測得的質(zhì)量流量進行比對 計算

2、得出示值誤差，本文主要是對該示值誤差測量結(jié)果進行不確定度分析。被測對象:電磁流量是基于法拉第電磁感應(yīng)定律工作的，在封閉管道中，設(shè)置一個與流動方 向相垂直的磁場，通過測量導(dǎo)電液體在磁場中運動所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢推算出流量。本次選 用的被測流量計是由橫河電機(蘇州)有限公司生產(chǎn)，型號為ADMAG AXF系列一體型電磁 流量計。5測量方法:將被測流量計按照流量計表體上標(biāo)注的箭頭方向裝夾在對應(yīng)的管線上管道內(nèi)的 流體介質(zhì)為水，測量工況下水溫為18.1C，粘度為1.0681Pas，使水流經(jīng)被測流量計和流量 標(biāo)準(zhǔn)裝置。根據(jù)電磁流量計的工作原理，在測量過程中，通過采集被測流量計發(fā)出的累積脈 沖數(shù)，輸入計算機系統(tǒng)

3、，利用計算機進行數(shù)據(jù)處理，從而確定被檢流量計的計量性能。二、數(shù)學(xué)模型2.1由于該裝置為質(zhì)量法裝置，檢定介質(zhì)為液體，則流量計算公式為式中：一一第i流量點第j次檢定時標(biāo)準(zhǔn)器給出的累積流量，L；第i檢定點第j次檢定時稱重裝置指示質(zhì)量，kg；檢定使用液體的密度，kg/m3；一一空氣的密度，kg/m32.2流量計K系數(shù)計算公式第i流量點第j次檢定流量計的K系數(shù)為式中：一一第i流量點第j次檢定時被檢流量計在檢定時間內(nèi)的累積脈沖數(shù)；第i流量點第j次檢定時流過被檢流量計的實際累積流量，L。每個流量點檢定n次，第i流量點的K系數(shù)為2.3不確定度公式為式中：一液體在檢定狀態(tài)下的體膨脹系數(shù)，1/C；，8第i檢定點第

4、j次檢定時流量標(biāo)準(zhǔn)裝置處和電磁流量計處的液體溫度，C；液體在檢定狀態(tài)下壓縮系數(shù)，1/Pa；,第i檢定點第j次檢定時流量標(biāo)準(zhǔn)裝置處和電磁流量計處的液體壓力，Pa。三、各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定依據(jù)檢定規(guī)程，使用液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置對橫河一臺ADMAG AXF系列的準(zhǔn)確度等級為0.2級、 口徑為DN50mm 一體型電磁流量計進行試驗。3.1流量點在48.9m3/h時，流量標(biāo)準(zhǔn)裝置標(biāo)準(zhǔn)值引入的不確定度分量ur(M)及相對靈敏系數(shù) cr(M)本分量主要由標(biāo)準(zhǔn)裝置引入的，為B類不確定度。由檢定證書可知：液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置擴展 不確定度為0.05%(k=2)得ur (M)=0.05%/2=0.025%, cr(

5、M)= -1該不確定度主要是標(biāo)準(zhǔn)裝置所引入的，裝置的誤差來源主要由計時器頻率穩(wěn)定度、衡器的測 量誤差、換向器的累計時間誤差、溫度變送器測量誤差、壓力變送器測量誤差等引入的。省 院在檢定該裝置時已將以上各不確定度因素考慮在內(nèi)，并給出了擴展不確定度。因此，不再 考慮自動化裝置運算過程的數(shù)學(xué)關(guān)系和具體的不確定度分量。3.2被檢流量計脈沖輸出測量引入的不確定度分量ur(N)及相對靈敏系數(shù)cr(N)由于脈沖計數(shù)的誤差為0.1%,按矩形分布考慮，則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur(N)為,cr(N)=13.3液體密度測量引入的不確定度分量ur(p1 )及相對靈敏系數(shù)cr(p1)使用的水密度計的測量范圍是(9951000

6、)kg/m3，分度值為0.1kg/m3，在測量點的不確定 度為Ur=0.01%，按矩形分布，則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量ur(p1 )及相對靈敏系數(shù)cr(p1)3.4空氣密度測量所引入的不確定度分量ur(pa)及相對靈敏系數(shù)cr(pa)由于空氣密度的計算公式為pa=，p為大氣壓力(kPa);Z為壓縮系數(shù)；t為空氣溫度(C)。在 20C,101.325kPa 時，Z 為 0.99963，則 pa(20C)=1.204kg/m3；環(huán)境溫度在(5-45)C之 間變化時，空氣密度的不確定度Ur(pa)不大于10%，按矩形分布考慮，則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度 分量ur(pa)及相對靈敏系數(shù)cr(pa)=5.78%,3.5

7、液體膨脹系數(shù)所引入的不確定度分量ur(6)及相對靈敏系數(shù)cr(6)由于液體膨脹系數(shù)Ur(6)=25%，按矩形分布，則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量ur(6)及相對靈敏系 數(shù) cr(6)u(6)=14.44%,由檢定記錄可知，最大值為0.1C，則3.6、被檢流量計處液體溫度所引入的不確定度分量ur(0)及相對靈敏系數(shù)cr(0)使用的溫度變送器的最大誤差為0.1C，水溫為18.1C，因此Ur(0)= =0.55%，按矩形分布， 則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量ur(0)及相對靈敏系數(shù)cr(0) ur(0)=0.319%,3.7標(biāo)準(zhǔn)器處液體溫所引入的不確定度分量ur(0s)及相對靈敏系數(shù)cr(0s)同理可得 ur (0s)

8、=0.319%, cr(0s)=-pes=-1.78x10-33.8重復(fù)性所引入的不確定度分量ur(Er)及相對靈敏系數(shù)cr(Er)由檢定記錄給出，每個流量點重復(fù)檢定6次，用貝塞爾公式；流量點在48.9m3/h時，重復(fù)性為 0.013%,則不確定度為 ur (Er) =0.013%, cr(Er)=13.9 K系數(shù)誤差引入的不確定度分量ur(E)及相對靈敏系數(shù)cr(E)根據(jù)檢定記錄，流量點在48.9m3/h時所得K系數(shù)為62.0123L-1，由于K系數(shù)的誤差為=0.007/%，按分布考慮，則不確定度為：ur (E) =0.004%, cr(E)=14.流量點在48.9m3/h時，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴展不確定的度評定|irel (E)=4.1流量點在48.9m3/h時，各不確定度分量匯總