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澳门威尼娱乐9479网址测量结果的不确定度评定
来源:河南省计量 科学研究院,河南 郑州、国家水表质量监督检验中心,河南 郑 州编辑:丁腾飞 ,路兴杰 ,马振奇 ,陈飞 ,徐冰 ,刘慧媛发表时间:2021-02-26 09:55:06【小中大】
摘要:该文依据JJG1033-2007《澳门威尼娱乐9479网址检定规程》,通过建立数学模型,对澳门威尼娱乐9479网址测量结果示值误差的不确定度分量分析和计算,并进行评定和表示。
概述
(1)测量依据:JJG1033-2007《澳门威尼娱乐9479网址检定规程》。
(2)测量环境条件:环境温度18.5℃,水温18.0℃。测量标准:0.05级DN(15~600)mm水流量标准装置;
(3)被测对象:澳门威尼娱乐9479网址,规格:DN80mm,量程范围为(8~80)m3/h,实际检测流量点qmax=77.284m3/h、0.75qmax=59.071m3/h、0.5qmax=40.227m3/h、0.25qmax=21.778m3/h、qmin=8.006m3/h。
(4)测量方法:将澳门威尼娱乐9479网址水平安装于水流量标准装置,调节流量调节阀,用公称流量通水,将水注入工作量器,读出澳门威尼娱乐9479网址显示读数,比较澳门威尼娱乐9479网址过水量与工作量器记录的实际水量计算示值相对误差。
1建立数学模型
1.1澳门威尼娱乐9479网址的基本误差(相对示值误差)
计算公式为:
(1)
式(1)中:Eij--第i检定点第j次检定被检流量计的相对示值误差,%;Qij--第i检定点第j次检定时流量计显示的累积流量值,m3;(Qs)ij--第i检定点第j次检定时标准器换算到流量计处状态的累积流量值,m3。
1.2由标准器换算到流量计处状态的累积流量值
由标准器换算到流量计处状态的累积流量值为:
(Qs)ij=(Vs)ij[1-β(θs-θm)][1+κ(ps-pm)](2)
式(2)中:(Qs)ij--第i点第j检定流过被检表的累积体积流量,m3;Vs--标准器给出的实际累积体积流量,m3;
β--检定用液体在检定条件下的体膨胀系数,取2.0×10-4℃-1;
θs--第i点第j检定时标准器处的液体温度,现场校准时θs=18.0℃;
θm--第i点第j检定时流量计处液体的温度,现场校准时θs=18.5℃;
κ--检定用液体在检定条件下的压缩系数,Pa-1;
ps--第i点第j检定时标准器处的液体压力,Pa;
pm--第i点第j检定时流量计处的液体压力,Pa;
对于体积流量(Qs)ij的计算,由于水的体积压缩系数很小,当压力变化不大时,可将水看作是不可压缩流体[3],因此实际计算时式(2)可简化为:Qs=Vs[1-β(θs-θm)](3)
(1)方差和传播系数按照:
(3)
得:
式(5)中,灵敏系数分别为:c(Vs)=1-β(θs-θm)c(β)=Vs(θs-θm)c(θs)=Vsβc(θm)=-Vsβ
(6)
1.3不确定度分量的计算
(1)水流量标准装置的不确定度u(Vs)和灵敏系数c(Vs)查阅证书得知,水流量标准装置的不确定度:Urel=0.05%,k=2;则ur(Vs)=0.025%,以原始记录中的测量点0.5qmax=40.227m3/h为例,此时标准体积的平均值为2.931m3,则:
u(Vs)=2.931×0.025%=7.2375×10-4m3(7)
灵敏系数:c(Vs)=1-β(θs-θm)=1-2.0×10-4(18.0-18.5)=1.0001≈1(8)
则:c(Vs)×u(Vs)=7.2375×10-4m3(9)
(2)检测介质水体膨胀系数的不确定度u(β)和灵敏系数c(β)
查阅资料知温度在(0~30)℃范围内水的体膨胀系数的界限为±0.5×10-4℃,假定满足矩形分布,则:
(10)
灵敏系数:
(11)
则:(12)
(3)标准器处液体温度引入的不确定度 u(θm)和灵敏系数 c(θs) 水温测量所用温度计其误差限为±0.2℃,假定满 足矩形分布则:
(13)
灵敏系数:(14)
则:(15)
(4)被检流量计处液体温度引入的不确定度 u(θm)和 灵敏系数 c(θm) 水温测量所用温度计其误差限为±0.2℃,假定满 足矩形分布,则:
(16)
灵敏系数:(17)
则:(18)
(5)合成标准不确定度 uc(Qs)和相对不确定度 ur(Qs) 由公式(1)知:
(19)
代入得:(20)
则:(21)
1.4 测量重复性引入的不确定度
对澳门威尼娱乐9479网址相对示值误差试验做了三次重复测量,测量结果如下:0.15%;0.13%;0.20%。利用贝塞尔公式:
(23)、
则平均值试验标准偏差:
(24)
2 合成标准不确定度和扩展不确定度
计算合成标准不确定度:
取 k=2,故 0.5qmax 的扩展不确定度 Urel=2uc(Er)=2×0.034%=0.068%≈0.07% (26)
3 不确定度来源分析一览表
根据原始记录和 1.3 中公式分别对被检表五个流 量点引入的不确定 u(Qs)和测量测量重复性引入的不确 定度 u(Ei)进行不确定计算分析,如表 1 所示。
4 扩展不确定度汇总表
5 结论
本次不确定度评定选取的是带换向器的静态容积 法水流量标准装置,依据 JJG 1033-2007《澳门威尼娱乐9479网址检定规程》对五个流量点进行校准和不确定度评定,保证 量值传递的一致性和准确性,以期为排污收税、贸易结 算等提供合法有效的计量技术支撑。
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