雙向體積管法檢定質量流量計不確定度評定

1、<p>　　雙向體積管法檢定質量流量計不確定度評定</p><p>　　摘要：通過在線密度計輔助測量油品密度，然后乘以體積管的標準體積量，溫度壓力修正后與質量流量計數(shù)值進行在線比對，再根據(jù)JJG 1038-2008《科里奧利流量計檢定規(guī)程》，對雙向體積管檢定質量流量計進行不確定度的評定分析。其中，A類不確定度評定主要針對檢定數(shù)據(jù)，B類不確定度評定是根據(jù)檢定運行的經(jīng)驗確定。 </p><

2、;p>　　關鍵詞：體積管；質量流量計；檢定；不確定度評定 </p><p>　　中圖分類號：O213.1 文獻標識碼：A </p><p>　　Uncertainty Evaluation for Mass Flowmeter Calibration </p><p>　　by Pipe Prover </p><p>　　Zhang

3、Guangchao </p><p>　　Abstract：According to JJG 1038-2008《Verification Regulation of Goriolis Mass Flow Meters》,the uncertainty evaluation is analyzed for mass flowmeter calibration by pipe prover. </p>

4、<p>　　Key words：pipe prover；mass flowmeter；calibration；uncertainty evaluation </p><p><b>　　一、測量過程簡述 </b></p><p><b>　　1、測量依據(jù) </b></p><p>　　JJG 1038-2008

5、《科里奧利流量計檢定規(guī)程》。 </p><p><b>　　2、測量對象 </b></p><p>　　在線使用的0.2級科里奧利質量流量計，相對最大允許誤差為±0.2%。 </p><p>　　3、測量方法和工作原理 </p><p>　　體積管流量標準裝置由體積管、四通閥、檢測開關、置換器、收發(fā)球筒、密度撬

6、座、溫度變送器、壓力變送器、安全閥、排污管線等組成。裝置主標準器為雙向U型體積管，質量流量計檢定的方法是導通檢定流程，將流經(jīng)流量計的液體全部導入體積管，通過流量計算機自動比較流量計示值和標準器實際值，實現(xiàn)在線比對。 </p><p>　　二、測量不確定度評定的原理及方法 </p><p><b>　　1、評定原理 </b></p><p>　　

7、根據(jù)測量方法和測量程序建立數(shù)學模型，即確定被測量(輸出量)與其他量(輸入量) 間的函數(shù)關系： </p><p><b>　　(1) </b></p><p>　　輸出量的估計值是由輸入量的估計值按數(shù)學模型確定的函數(shù)關系計算得到 </p><p><b>　　(2) </b></p><p>　　對于

8、數(shù)學模型，輸出量的不確定度將取決于的不確定度，即不確定度是的不確定度的來源，所以首先評定的標準不確定度，評定方法可歸納為A類評定和B類評定。 </p><p>　　2、不確定度A類評定方法 </p><p>　　對被測量，在重復性條件或復現(xiàn)性條件下進行n次獨立重復觀測，觀測值為，得到算術平均值及實驗標準偏差 </p><p><b>　　(3) </

9、b></p><p>　　算數(shù)平均值的實驗標準偏差就是測量結果的A類標準不確定度 </p><p><b>　　(4) </b></p><p><b>　　擴展不確定度 </b></p><p><b>　　(5) </b></p><p>&l

10、t;b>　　式中： </b></p><p>　　為包含因子，通常情況下取2或3，即由所確定的區(qū)間具有的包含概率約為95%或99% </p><p>　　3、不確定度B類評定方法 </p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗和相關信息或資料，先分析或判斷被測量值落入的區(qū)間,并估計區(qū)間內被測量值的概率分布，再按置信水準來估計包含因子，則B類標準不確定度為 <

11、/p><p><b>　　(6) </b></p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　-------置信區(qū)間半寬； </p><p>　　-------對應于置信水準的包含因子 </p><p>　　如果輸入量在區(qū)間段內的分布情況難以確定，則可認為服從均勻

12、分布，取包含因子為。 </p><p>　　三、體積管法檢定質量流量計不確定度評定 </p><p>　　用0.05級雙向標準體積管和0.5級在線振動管密度計在線檢定0.2級CMF400質量流量計（介質為柴油），根據(jù)檢定數(shù)據(jù)和標準器具不確定度來計算檢定流量計的不確定度。 </p><p><b>　　1、建立數(shù)學模型 </b></p>

13、;<p>　　體積管檢定質量流量計的數(shù)學模型： </p><p><b>　　(7) </b></p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　--在線密度計檢測的液體密度，； </p><p>　　--體積管標準管段體積，； </p><p>

14、;　　--體積管處的液體表壓力平均值，； </p><p>　　--標準體積管內徑，； </p><p>　　--標準體積管壁厚，； </p><p>　　--標準體積管材料的彈性模量，； </p><p>　　--體積管的體膨脹系數(shù),； </p><p>　　--體積管處液體溫度平均值， </p>&l

15、t;p>　　2、輸入量的標準不確定度 </p><p>　　體積管標準不確定度、溫度變送器標準不確定度、壓力變送器不確定度和在線密度計標準不確定度均可利用上級計量檢定部門的檢定證書結果采用B類評定方法得出；測量數(shù)據(jù)的標準不確定度可通過檢定數(shù)據(jù)記錄采用A類評定方法得出。 </p><p><b>　　表1 檢定數(shù)據(jù) </b></p><p>

16、;　　序號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 </p><p>　　相對誤差 0.03% 0.03% 0.03% 0.01% 0.04% 0.03% 0.03% 0.03% 0.05% 0.04% </p><p><b>　　檢定數(shù)據(jù)的平均值 </b></p><p><b>　　實驗標準偏差 </b></

17、p><p>　　算數(shù)平均值的實驗標準偏差 </p><p>　　檢定數(shù)據(jù)的標準不確定度 </p><p>　　根據(jù)檢定證書可得到，體積管符合0.05級，溫度變送器和壓力變送器符合0.5級，三項均認為服從均勻分布，則體積管不確定度，溫度變送器不確定度，壓力變送器不確定度；在線密度計準予作0.5級表使用，此處0.5級為可以理解為最大允許誤差約為0.5，檢定時所用油品最小密度

18、為819.9，則在線密度計不確定度，即可得到下表。 </p><p>　　表2 標準不確定度一覽表 </p><p>　　符號 不確定來源 不確定度 </p><p>　　體積管 0.029% </p><p>　　在線密度計 0.035% </p><p>　　溫度變送器 0.29% </p><

19、p>　　壓力變送器 0.29% </p><p>　　流量計測量重復性 0.0033% </p><p>　　3、標準不確定度的合成 </p><p>　　根據(jù)數(shù)學模型可看出溫度和壓力測量的不確定度對結果影響相對很小，可以忽略不計。其他不確定度分量相互獨立，則合成不確定度 </p><p>　　3.4擴展不確定度 </p>

20、<p><b>　　取2，則 </b></p><p>　　四、測量不確定度的報告與表示 </p><p>　　質量流量計檢定結果的擴展不確定度， </p><p><b>　　五、結論： </b></p><p>　　測量不確定度是與測量結果關聯(lián)的一個參數(shù)，用于表征合理賦予被測量的值的

21、分散性。它可以用于“不確定度”方式，也可以是一個標準偏差（或其給定的倍數(shù)）或給定置信度區(qū)間的半寬度。通常測量結果的好壞用測量誤差來衡量，但是測量誤差只能表現(xiàn)測量的短期質量。測量過程是否持續(xù)受控，測量結果是否能保持穩(wěn)定一致，測量能力是否符合生產盈利的要求，就需要用測量不確定度來衡量。測量不確定度越大，表示測量能力越差；反之，表示測量能力越強。 </p><p><b>　　參考文獻： </b>

22、</p><p>　　[1] 中國計量科學研究院，JJG 1038-2008科里奧利質量流量計檢定規(guī)程[S]．北京：中國計量出版社，2008. </p><p>　　[2]中國計量測試學會，一級注冊計量師[M].北京：中國計量出版社，2011. </p><p>　　[3]國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局計量司，中國計量測試學會，現(xiàn)代企業(yè)計量工作指導手冊[M].北京：中國標