2023年超聲流量計(jì)測(cè)量誤差不確定度的評(píng)定方法

千里之行，始于足下讓知識(shí)帶有溫度。第第2頁(yè)/共2頁(yè)精品文檔推薦超聲流量計(jì)測(cè)量誤差不確定度的評(píng)定方法超聲流量計(jì)測(cè)量誤差不確定度的評(píng)定

1.概述

1.1測(cè)量依據(jù)：JJG1030-2022《超聲流量計(jì)》。

1.2測(cè)量環(huán)境條件：溫度：（5~45）℃，相對(duì)濕度：（35~95）%RH，大氣壓力：

（86~106）kPa。

1.3計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)：液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。1.4被測(cè)對(duì)象：超聲流量計(jì)。

1.5測(cè)量辦法：超聲波流量計(jì)是一種利用超聲波脈沖來測(cè)量流體流量的速度式流量?jī)x表，流速乘以截面積就是流量。因?yàn)楣艿拦Q直徑不是外徑，也不是內(nèi)徑，而是近似鋼管內(nèi)徑的一個(gè)名義尺寸，每一公稱直徑對(duì)應(yīng)一個(gè)外徑，其內(nèi)徑數(shù)值隨厚度不同而不同。每次必需測(cè)量管道外徑d和管道厚度b，由流量計(jì)測(cè)出流體流速，輸入管道外徑d和管道厚度b，由函數(shù)關(guān)系式計(jì)算出流體的流量。

2.數(shù)學(xué)模型

由分度值為0.1mm的超聲波測(cè)厚儀重復(fù)10次測(cè)量厚度b，由分度值為1mm

的鋼卷尺重復(fù)10次測(cè)量管道外徑d，由分度值為0.0001m/s的超聲波流量計(jì)重

由測(cè)得數(shù)據(jù)計(jì)算管道外徑d、厚度b和流體流速v的測(cè)量平均值：d均

=111.0mm，b均=5.1mm，v均=4.1555m/s，則流量Q的測(cè)量結(jié)果的估量值為：

2

3

2119.32/2dbQvmhπ-??=??=????

3.標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

分析測(cè)量辦法可知，對(duì)流量Q的測(cè)量不確定度影響顯著的因素主要有：管道外徑d，管道壁厚b，流體流速v的測(cè)量重復(fù)性引起的不確定度u1、u2、u3；鋼卷

尺示值誤差引起的不確定度u4；測(cè)厚儀示值誤差引起的不確定度u5；超聲波流量計(jì)示值誤差引起的不確定度u6。分析這些不確定度特點(diǎn)可知，不確定度u1、u2、u3應(yīng)采納A類評(píng)定辦法，不確定度u4、u5、u6應(yīng)采納B類評(píng)定辦法。測(cè)量結(jié)果受多種因素影響形成了若干個(gè)不確定度重量，測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度用各標(biāo)準(zhǔn)不確定度重量合成后，得到合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度用uc表示。為了求得uc，首先需分析各種影響因素與測(cè)量結(jié)果的關(guān)系，以便精確?????評(píng)定各不確定度重量，然后才干舉行合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算。

3.1管道外徑d的測(cè)量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度重量u1

按A類不確定度評(píng)定，由外徑d的10次測(cè)量值求得平均值的標(biāo)準(zhǔn)差

σd=0.172mm，則外徑d的測(cè)量不確定度ud=σd=0.172mm。又由于()

22

Qvdbdπ

?=-?故由外徑d測(cè)量重復(fù)性引起的不確定度重量為：

310.20/dQ

uumhd

?=

=?3.2厚度b的測(cè)量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度重量u2

由厚度b的10次測(cè)量值求得平均的標(biāo)準(zhǔn)差σb=0.0483mm，則厚度b的測(cè)量

標(biāo)準(zhǔn)不確定度ub=σb=0.0483mm。又由于()2Q

vbdb

π?=-?，故由厚度b測(cè)量重復(fù)

性引起的不確定度重量為：

320.23/bQ

uumhb

?=

=?3.3流速v的測(cè)量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度重量u3

由流速v的10次測(cè)量值求得平均的標(biāo)準(zhǔn)差σv=0.0023m/s，則流速v的測(cè)量

標(biāo)準(zhǔn)不確定度uv=σv=0.0023m/s。又由于2

22Qdbvπ?-??=?????，故由流速v測(cè)量重

復(fù)性引起的不確定度重量為：

3vQ

uuv

?=

=?0.07m3/h3.4鋼卷尺的示值誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度重量μ4

由鋼卷尺的檢定證書給出其示值誤差范圍±0.5mm，取勻稱分布，按B類不確定

度評(píng)定，計(jì)算得鋼卷尺示值標(biāo)準(zhǔn)不確定度u儀1。由此引起的外徑測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度重量為：

44dQ

uud

?==

?u儀1=0.08m3/h3.5超聲波測(cè)厚儀的示值誤差引起的不確定度重量u5

由超聲波測(cè)厚儀的校準(zhǔn)證書給出其示值誤差，按2倍標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算為0.04mm，按B類不確定度評(píng)定，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u儀2=0.02mm。由此引起的厚度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度重量為：

55bQ

uub

?==

?u儀2=0.10m3/h3.6超聲波流量計(jì)示值誤差引起的不確定度重量u6

由超聲波流量計(jì)的校準(zhǔn)證書給出，按B類不確定度評(píng)定，其相對(duì)擴(kuò)展不確定度為0.04%（k=2），則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u儀3=0.02m3/h。即：

360.02/umh=

4.標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總序號(hào)不確定度來源符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)不確定度1管道外徑d的測(cè)量重復(fù)性u(píng)10.20m3/h

2厚度b的測(cè)量重復(fù)性u(píng)20.2

3m3

/h3流速v的測(cè)量重復(fù)性u(píng)30.07m3/h4鋼卷尺的示值誤差u40.08m3/h5超聲波測(cè)厚儀的示值誤差u50.10m3/h6超聲波流量計(jì)示值誤差u60.02m3/h5.合成不確定度

因不確定度重量u1、u2、u3、u4、u5、u6互相自立，則流體流量的合成標(biāo)

準(zhǔn)不確定度：

222222123456cuuuuuuu=+++++=0.34m3/h

6.擴(kuò)展不確定度

取k=2，