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質量法檢定質量流量計測量結果不確定度評定
Updated:2019-4-25 9:37:13 Browse:2044 Close window Print this page
[導讀] 本文主要對質量流量計測量結果的不確定度進行評定。
 
    1 概述
 
    1.1 測量依據:JJG897——1995《質量流量計》檢定規程。
 
    1.2 測量條件:溫度:(15~35)°C相對濕度:45%~75%大氣壓:(86~106)kPa電磁場和振動干擾應不影響檢定結果。
 
    1.3 測量標準器:電子秤、秒表、溫度計等。
 
    1.4 質量法流量標準裝置的最大允許誤差為±0.05%。
 
    1.5 質量流量計的工作原理和主要技術指標:本文所分析的質量流量計是指利用流體在管內流動時產生的振動使流量計的固有振動頻率發生變化,其變化的大小與管內的流量有關的原理來實現計量的。質量流量計的最大允許誤差為±0.2%。
 
    1.6 測量過程:在規定條件下,使水以規定的流量流過質量流量計,然后進入電子秤,比較質量流量計示值與電子秤的值,即可實現計量。
 
    2 數學模型
 
    根據規程示值誤差的定義有:
 
      (1)
 
    式中:E——質量流量計的示值誤差(%);M——質量流量計的示值示值(kg);Ms——電子秤內水的的實際值(kg)。
 
    考慮到浮力修正有
 
    
 
    式中:M0——電子秤示值(kg);ρe——介質密度(kg/m3);ρa——空氣密度(kg/m3)。
 
    故有:       
 
    
 
    (2)式為本文分析的數學模型。
 
    3 輸入量的標準不確定度評定
 
    3.1 輸入量M的標準不確定度u(M)的評定:輸入量M的標準不確定度主要來源于流量計的重復性,采用A類方法評定。用電子秤對一性能穩定的流量計在重復性條件下進行10次測量,得到數據列如表1:
 
 
 
    單次實驗標準差:對應184kg為u(M)=0.042kg
 
    自由度ν(M)=9
 
    3.2 輸入量M0的標準不確定度u(M0)的評定:輸入量M0的標準不確定度主要來源于電子秤的定值不確定度,采用B類方法評定,根據檢定證書中的信息,其不確定度區間半寬為2000kg´0.0005=1kg,按均勻分布有:
 
    
 
    自由度ν(M0)=50
 
    3.3 輸入量ρe的標準不確定度u(ρe)的評定:輸入量ρe的標準不確定度主要來源于液體密度值的測定,水在4°C時的密度為1kg/cm3,20°C時為0.9986kg/cm3,不確定度區間半寬0.00005kg/cm3,按均勻分布有:
 
    
 
    自由度ν(ρe)=50
 
    3.4 輸入量ρa的標準不確定度u(ρa)的評定:輸入量ρa的標準不確定度主要來源于空氣密度值的測定,通常為(0.0011~0.0012)kg/cm3,取不確定度區間半寬0.0001kg/cm3,按均勻分布有:
 
    
 
    自由度ν(ρa)=50
 
    4 合成標準不確定度計算
 
    4.1 傳播系數
 
    由公式(2)有:
 
    
 
    4.2 標準不確定度匯總表(見表2)
 
 
 
    4.3 合成標準不確定度計算    
 
    由公式(3)可得:
 
        
 
    4.4 合成標準不確定度的總有效自由度
 
        
 
    5 擴展不確定度
 
    為獲取置信概率為95%的擴展不確定度,取νeff=50查t分布表得t95=2.01,故擴展不確定度為:U95=tp´u(E)=2.01´29´10-4=0.00058
 
    6 測量不確定度報告與表示
 
    流量計示值誤差測量結果的不確定度為
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