電磁流量計示值誤差校準不確定度評定方法
發布時間：2022-08-11 23:08:34來源：m.tydanche.cn來源：..
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摘要：為了保障電磁流量計在應用過程中的穩定性，針對電磁流量計示值誤差校準不確定度評定方法展開研究。構建不確定度評價數學模型計算電磁流量計的相對示值誤差，運用不確定性評價法計算一次試驗的標準偏差，評定了電磁流量計示值誤差的相對擴散不確定度，最終確定評估的數據。從流量計的不確定度評價中可以看出，校準設備的不確定度在流量計的測量中起著舉足輕重的作用，能更好的保證流量儀表在生產過程中的準確度，從而為使用者提供更好的安全保障。
關鍵詞：電磁流量計;示值誤差;誤差校準;校準評定;不確定評定;評定方法;
0引言
電磁流量計是一種在電子技術上發展起來的產物。電磁流量計校驗應采用由國家計量單位檢驗合格的流量校準設備進行實流校準[1]。它的校準誤差是在一個相對特殊的校準設備上進行的，因此，要解決的問題是測量儀器的標準偏差有無不確定性[2]。目前，許多電磁流量計制造商都會在其選擇數據中標注自己制造的儀器精確度，也就是最大的允許偏差或準確度級別[3]。如果把儀表換到其它位置，則會產生很大的誤差。為了保證電磁流量計在應用過程中的穩定性，本文對流量計示值誤差不確定度的計算方法展開了研究。
1構建不確定度評價數學模型
本次測量依據《水表及其試驗裝置國家計量檢定規程》JJG162-1985的計量標準進行。測量環境條件為0-40℃的環境溫度，水溫為0-20℃。選擇的測試產品為IFM4080K型DN30mm電磁流量計，儀表校驗設備累計誤差范圍為±0.20%。
本次測量采用標準金屬量具進行標定，在標定過程中，將受檢儀與標準金屬量具之間的管道內填滿介質，然后將標準金屬量具浸濕，并將其放空至預定的剩余等待時間。將電磁流量計置于水位檢定儀上，調整流量調節閥，用公稱式流量加水，將工作量儀倒入100 L水中，讀取電磁流量計的讀數，并將其與工作量儀上的實測水量進行比較。
采用檢定規程所提供的示值誤差表達式作為不確定度評價的數學模型，以循環水中為介質，采用靜態質量方法進行測量，將電磁流量計的累計流量與標準設備的體積（換算成流量計狀態下的累計流量）進行比較，從而得到電磁流量計的相對示值誤差。
2評定數據分析
2.1誤差不確定度
測量電磁流量計的不確定度是由輸入和標準設備的輸出引起的。分析表明，不能重復輸入量的主要不確定性來源包括輸入量的非重復引起的相對不確定性;由于標準設備的輸出誤差而產生的相關不確定性。
2.2相對不確定度
本文運用不確定性評價法，在檢驗點100%處測量出3個誤差，并應用貝塞爾公式（1），計算出一次試驗的標準偏差：
式子中，Eij為第 j次檢定被測流量計的相對示值誤差，以%表示。Ej為檢測點 j次檢測時流量計所顯示的累計流量。以1 mT為例對重復性進行分別不同的10次獨立重復測定評價，測量值分別為：1.003、1.006、1.010、1.010、1.012、1.015、1.015、1.017、1.011、1.010。
采用最大試驗標準偏差為相對不確定度，以降低風險。通過國家計量檢測中心對其進行校準，得出的具體的標定試驗數據，以便更真實地反映設備的使用情況，并結合實際對其進行校核。結合上述標準不確定度和液體流量標準裝置的不確定度，采用可信概率作為基準測量標準，以提高可靠性。
3示值誤差不確度評定
通過對所得到的數據進行分析，得出了所得到的數據誤差，并將其作為對所得到的數據進行了分析。
（1）水表檢定裝置的不確定度
所用的水表校驗設備（包括系數 k=1）的擴充不確定度應該比電磁流量計的錯誤極限的1/10，也就是0～1%。
（2）溫度范圍對量器影響
本規程中規定，在溫度為0～40℃時，不作任何修改。
（3）測量器體膨脹系數的不確定性
用膨脹系數的變化界限±28·9×10-6/℃的均勻分布表示不確定度：
（4）水體膨脹系數的不確定度
在0～40℃時，水介質的體積膨脹系數極限為±0.5×10-4。
（5）一次檢定過程溫度變化
規范中要求此溫度的變動在4.5℃時不能校正，而實際的溫度變動較小。
（6）金屬測量桿的線性膨脹系數不確定性
用a變化界限 ±9·81×10-6/℃的均勻分布表示不確定度：
（7）被檢測的電磁流量計的重復率標準偏差
在常溫下，溫度范圍對測試儀的作用和工作測試儀的實際值都與室內溫度相關，在3米每小時流量點對被測電磁流量計進行了5次反復測試，其結果的誤差平均值為δ=1·45%，被檢測的電磁流量計的重復率標準偏差為：
式子中，為在i段上的輸入量，n為測量次數，在實際測量中對δ僅進行測量，結果的標準不確定度為。采用自適應系數 k=1、基于擴展不確定度的方法，計算了電磁流量計的示值誤差的相對擴散不確定度。
4結束語
本文對電磁流量計示值誤差校準不確定度進行了評估，并為其不確定度的評定提供了參考依據。校正裝置的不確定度越高，則越能較好地反映儀器的測量誤差，因此在進行流量計校準和正常生產中，改善校準設備的不確定性能夠為使用者提供更好的安全保障。
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