摘要:對6臺標準渦輪流量計的測量數(shù)據(jù)進行分析，采用線性內(nèi)插和曲線擬合方法，比較兩種方法計算結果的不確定度，結果表明采用曲線擬合的方法對渦輪流量計的誤差評定更符合流量計的儀表特性，且引入更低的不確定度。
0前言
標準表法流量裝置是指流體在相同的時間間隔內(nèi)連續(xù)通過標準流量計和被檢流量計,用比較的方法確定被檢流量計的精度的方法。裝置由流體源、試驗管路系統(tǒng)、標準流量計、流量調(diào)節(jié)閥以及輔助設備等組成,方便量值傳遞、擴大流量范圍、節(jié)約投資和提高檢定效率。渦輪流量計具有精度高、響應快、測量范圍寬和壓損小等優(yōu)點，“常作為標準器應用在標準表法流量標準裝置中。
根據(jù)JJC643-2003《標準表法流量標準裝置》可知，利用標準裝置對流量計進行檢定時,選取量程內(nèi)的固定幾個流量點作為檢定點,檢定點與被檢流量計工作時的實際流量點不一-致,即非定點使用的情況。非定點使用的流量計,需基于檢定點的不確定度對未檢定流量點的不確定度進行評估，不同的評估方法對不確定度的引入存在差別。本文對6臺渦輪流量計的校準結果為參考,采用線性內(nèi)插和曲線擬合兩種方法對比，分析兩種評估方法。
1渦輪流量計
渦輪流量計是一-種流量測量儀表,流動流體的動力驅(qū)使渦輪葉片旋轉(zhuǎn),其旋轉(zhuǎn)速度與體積流量近似成比例。通過流量計的流體體積示值是以渦輪葉輪轉(zhuǎn)數(shù)為基準的。使用儀表系數(shù)K計算流量計示值誤差的為A類,使用累積流量計算流量計示值誤差的為B類。
1.1使用儀表系數(shù)K計算示值誤差
式中:Ki——檢定點的平均儀表系數(shù)，(m3)-1或L-1;
Kij——第i檢定點第j次檢定的系數(shù)，(m3)-1或L-1;
Nij——第i個檢定點第j次檢定時流量計顯示儀表測得的脈沖數(shù);
Vij——第i個檢定點第j次檢定時標準裝置測
得的實際體積,m3或L;
i-——1,2,...m,m.為檢定點數(shù)，m≥3;
j--1,2...n,n為檢定點數(shù),n≥3。
渦輪流量計的儀表系數(shù)K:
式中:(Ki)max——流量計在qt和qmax流量范圍各流量檢定點的Ki中的最大值,(m3)-1或L-1;
(Ki)min——流量計在qi和qmax流量范圍各流量。檢定點的Ki中的最小值,(m3)-1或L-1。
1.2使用累積流量計算流量計的相對示值誤差
式中:Eij——第i檢定點第j次檢定被檢流量計的相對示值誤差,%;
Vij——第i檢定點第j次檢定時流量計顯示的累積流量值,m3;
(Vs)ij——第i檢定點第j次檢定時標準器換算到流量計處狀態(tài)的累積流量值,m'。
第i檢定點被檢流量計的相對示值誤差(見表1):
2誤差評估方法.
2.1線性內(nèi)插
渦輪流量計的理想特性是假定渦輪處于勻速運動的平衡狀態(tài)，并且機械摩擦阻力矩和流體對渦輪的阻力矩均可忽略的條件下，儀表系數(shù)與流量之間的關系為線性。
對于非定點使用下渦輪流量計的相對示值誤差,國內(nèi)普遍采用線性內(nèi)插法(簡寫為LI),即通過相鄰流量的qvi、qvi+1及誤差Ei;E;1,采用線性內(nèi)插的方式計算得到相鄰流量間q.1.的誤差E.LI,i,i+1|,則:
2.2曲線擬合
渦輪流量計的儀表系數(shù)主要受機械摩擦阻力和流體阻力的影響。機械摩擦阻力越小，流量計的始動流量值也越小，即在小流量區(qū)段量限越寬，減小流量計的軸與軸承間的摩擦力可提高小流量特性。流體的運動粘度較低時，儀表系數(shù)幾乎為一常數(shù),超過某一黏度值后,儀表系數(shù)將隨著運動黏度的增大不再呈現(xiàn)線性。
對6臺渦輪流量計的校準數(shù)據(jù)進行流量計誤差E和檢定點q,間進行曲線擬合，計算擬合參數(shù)和不確定,其公式如下:
計算出6臺渦輪流量計的擬合系數(shù)和不確定度，具體數(shù)據(jù)見表3。
2.3評估方法比較
基于6臺渦輪流量計的校準結果,線性內(nèi)插和曲線擬合得到的各渦輪流量計的不確定度如圖1所示。
圖1表明:線性內(nèi)插法的不確定度明顯超過曲線擬合法，線性內(nèi)插的不確定度最大為0.072%，曲線擬合法最大為0.025%，其中兩種不確定度差異最大的達到0.047%。
3結論
以6臺氣體渦輪流量計的測量數(shù)據(jù)為基礎,比.較線性插值和曲線擬合兩種誤差評定方法引入的不確定度，曲線擬合結果更符合渦輪流量計的儀表特性，能更好的預測渦輪流量計在各流量點的誤差值，實現(xiàn)量值傳遞的正確可靠。
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