双向体积管法检定质量流量计不确定度评定.doc

1、双向体积管法检定质量流量计不确定度评定摘要：通过在线密度计辅助测量油品密度，然后乘以体积管的标准体积量，温度压力修正后与质量流量计数值进行在线比对，再根据 JJG 1038-2008科里奥利流量计检定规程 ，对双向体积管检定质量流量计进行不确定度的评定分析。其中，A 类不确定度评定主要针对检定数据，B 类不确定度评定是根据检定运行的经验确定。 关键词：体积管；质量流量计；检定；不确定度评定 中图分类号：O213.1 文献标识码：A Uncertainty Evaluation for Mass Flowmeter Calibration by Pipe Prover Zhang Guangch

2、ao Abstract：According to JJG 1038-2008Verification Regulation of Goriolis Mass Flow Meters,the uncertainty evaluation is analyzed for mass flowmeter calibration by pipe prover. Key words：pipe prover；mass flowmeter；calibration；uncertainty evaluation 一、测量过程简述 1、测量依据 JJG 1038-2008科里奥利流量计检定规程 。 2、测量对象 在

3、线使用的 0.2 级科里奥利质量流量计，相对最大允许误差为0.2%。 3、测量方法和工作原理 体积管流量标准装置由体积管、四通阀、检测开关、置换器、收发球筒、密度撬座、温度变送器、压力变送器、安全阀、排污管线等组成。装置主标准器为双向 U 型体积管，质量流量计检定的方法是导通检定流程，将流经流量计的液体全部导入体积管，通过流量计算机自动比较流量计示值和标准器实际值，实现在线比对。 二、测量不确定度评定的原理及方法 1、评定原理 根据测量方法和测量程序建立数学模型，即确定被测量(输出量)与其他量(输入量) 间的函数关系： (1) 输出量的估计值是由输入量的估计值按数学模型确定的函数关系计算得到

4、(2) 对于数学模型，输出量的不确定度将取决于的不确定度，即不确定度是的不确定度的来源，所以首先评定的标准不确定度，评定方法可归纳为 A 类评定和 B 类评定。 2、不确定度 A 类评定方法 对被测量，在重复性条件或复现性条件下进行 n 次独立重复观测，观测值为，得到算术平均值及实验标准偏差 (3) 算数平均值的实验标准偏差就是测量结果的 A 类标准不确定度 (4) 扩展不确定度 (5) 式中： 为包含因子，通常情况下取 2 或 3，即由所确定的区间具有的包含概率约为 95%或 99% 3、不确定度 B 类评定方法 根据经验和相关信息或资料，先分析或判断被测量值落入的区间,并估计区间内被测量值

5、的概率分布，再按置信水准来估计包含因子，则 B类标准不确定度为 (6) 式中： -置信区间半宽； -对应于置信水准的包含因子 如果输入量在区间段内的分布情况难以确定，则可认为服从均匀分布，取包含因子为。 三、体积管法检定质量流量计不确定度评定 用 0.05 级双向标准体积管和 0.5 级在线振动管密度计在线检定 0.2级 CMF400 质量流量计（介质为柴油） ，根据检定数据和标准器具不确定度来计算检定流量计的不确定度。 1、建立数学模型 体积管检定质量流量计的数学模型： (7) 式中： -在线密度计检测的液体密度， ； -体积管标准管段体积， ； -体积管处的液体表压力平均值， ； -标准体

6、积管内径， ； -标准体积管壁厚， ； -标准体积管材料的弹性模量， ； -体积管的体膨胀系数,； -体积管处液体温度平均值， 2、输入量的标准不确定度 体积管标准不确定度、温度变送器标准不确定度、压力变送器不确定度和在线密度计标准不确定度均可利用上级计量检定部门的检定证书结果采用 B 类评定方法得出；测量数据的标准不确定度可通过检定数据记录采用 A 类评定方法得出。 表 1 检定数据 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 相对误差 0.03% 0.03% 0.03% 0.01% 0.04% 0.03% 0.03% 0.03% 0.05% 0.04% 检定数据的平均值 实验标准偏差

7、算数平均值的实验标准偏差 检定数据的标准不确定度 根据检定证书可得到，体积管符合 0.05 级，温度变送器和压力变送器符合 0.5 级，三项均认为服从均匀分布，则体积管不确定度，温度变送器不确定度，压力变送器不确定度；在线密度计准予作 0.5 级表使用，此处 0.5 级为可以理解为最大允许误差约为 0.5，检定时所用油品最小密度为 819.9，则在线密度计不确定度，即可得到下表。 表 2 标准不确定度一览表 符号 不确定来源 不确定度 体积管 0.029% 在线密度计 0.035% 温度变送器 0.29% 压力变送器 0.29% 流量计测量重复性 0.0033% 3、标准不确定度的合成 根据数

8、学模型可看出温度和压力测量的不确定度对结果影响相对很小，可以忽略不计。其他不确定度分量相互独立，则合成不确定度 3.4 扩展不确定度 取 2，则 四、测量不确定度的报告与表示 质量流量计检定结果的扩展不确定度， 五、结论： 测量不确定度是与测量结果关联的一个参数，用于表征合理赋予被测量的值的分散性。它可以用于“不确定度”方式，也可以是一个标准偏差（或其给定的倍数）或给定置信度区间的半宽度。通常测量结果的好坏用测量误差来衡量，但是测量误差只能表现测量的短期质量。测量过程是否持续受控，测量结果是否能保持稳定一致，测量能力是否符合生产盈利的要求，就需要用测量不确定度来衡量。测量不确定度越大，表示测量能力越差；反之，表示测量能力越强。 参考文献： 1 中国计量科学研究院，JJG 1038-2008 科里奥利质量流量计检定规程S北京：中国计量出版社，2008. 2中国计量测试学会，一级注册计量师M.北京：中国计量出版社，2011. 3国家质量监督检验检疫总局计量司，中国计量测试学会，现代企业计量工作指导手册M.北京：中国标准出版社，2005. 作者简介：张广超（1987 年 8 月） ，男，助理工程师，毕业于哈尔滨工业大学，现从事油气管道计量管理工作。