管道式液體流量計(jì)在線校準(zhǔn)方法的基礎(chǔ)上，選擇了一款典型的管道式電磁流量計(jì)作為本次測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定的研究對(duì)象。通過對(duì)其測(cè)量結(jié)果不確定度的評(píng)定及分析，確保了液體流量計(jì)在線校準(zhǔn)的準(zhǔn)確可靠。

引言

　　隨著工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，流量測(cè)量技術(shù)日益成熟，液體流量計(jì)作為液體流量測(cè)量的重要計(jì)量器具，已廣泛用于紡織印染、石油化工、冶金制藥、熱電、造紙、環(huán)保、水利、市政等領(lǐng)域。然而，各行各業(yè)在用管道式液體流量計(jì)普遍存在不便拆卸，導(dǎo)致無法離線送檢的問題，這就急需法定計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)提供在線校準(zhǔn)以解決液體流量計(jì)溯源難題。目前，國(guó)家尚未頒布關(guān)于液體流量計(jì)在線檢定/校準(zhǔn)的檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范。

1校準(zhǔn)要求

1.1校準(zhǔn)環(huán)境及條件

　　液體流量計(jì)檢定實(shí)驗(yàn)室，將校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)器及被檢流量計(jì)按要求安裝于液體流量計(jì)檢定裝置上。

1.2校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)器

　　0.5級(jí)便攜式超聲波流量計(jì)，傳感器測(cè)量范圍：(Φ15～Φ800)mm。

1.3被檢流量計(jì)

　　管道式電磁流量計(jì)，其最大流量為100m3/h，口徑為Φ80mm。

1.4校準(zhǔn)描述

　　基于超聲波時(shí)差法的原理，采用示值誤差的方法進(jìn)行比對(duì)。

2數(shù)學(xué)模型

2.1電磁流量計(jì)相對(duì)示值誤差按式（1）計(jì)算

式中：

E為電磁流量計(jì)的示值誤差，%；

q為電磁流量計(jì)示值（瞬時(shí)值），m3/h；

qs為標(biāo)準(zhǔn)器顯示值（瞬時(shí)值），m3/h。

標(biāo)準(zhǔn)器顯示值（瞬時(shí)值）的計(jì)算公式見式（2）：

式中：

qs為標(biāo)準(zhǔn)器顯示值（瞬時(shí)值），m3/h；

v1為聲道上線平均流速，m/s；

K為流速分布修正系數(shù);

d為管道內(nèi)徑，m。

2.2靈敏系數(shù)

2.3不確定度的傳播

　　上式中各輸入量不相關(guān)，電磁流量計(jì)示值誤差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

3輸入量的相對(duì)不確定度評(píng)定

3.1標(biāo)準(zhǔn)器示值的不確定度

　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)器檢定證書可知其最大允許誤差為±0.5%。按均勻分布考慮，k=，故，

3.2測(cè)量管徑引入的不確定度

　　管徑測(cè)量誤差來源于卡尺，根據(jù)卡尺檢定證書可知其最大允許誤差為±0.04mm，實(shí)測(cè)管徑為81mm。按矩形分布考慮，k=，故，

3.3測(cè)量重復(fù)性的不確定度

　　測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度可以采用多次測(cè)量獲得，采用A類評(píng)定方法評(píng)定。確定3個(gè)校準(zhǔn)流量點(diǎn)，每個(gè)流量點(diǎn)校準(zhǔn)10次，校準(zhǔn)結(jié)果如表1。

　　取校準(zhǔn)點(diǎn)80%處求得10個(gè)示值誤差，可得：1077-7應(yīng)用下式所示的貝塞爾公式，計(jì)算單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差：

　　分別將其它校準(zhǔn)點(diǎn)各次流量計(jì)示值誤差值該標(biāo)準(zhǔn)偏差可求得其它校準(zhǔn)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差。由于在實(shí)際校準(zhǔn)時(shí)，各校準(zhǔn)點(diǎn)的校準(zhǔn)結(jié)果取10次測(cè)量的平均值，故，算術(shù)平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為：

　　計(jì)算求得各校準(zhǔn)點(diǎn)的單次及算術(shù)平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差如表2所示。

　　為了減少風(fēng)險(xiǎn)，取最大實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差作為測(cè)量重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，則：

　　由于溫度、壓力影響相對(duì)較小，忽略其不確定度影響。另外，由于重復(fù)性分量包含人員讀數(shù)引入的不確定度分量，為避免重復(fù)計(jì)算，故忽略人員讀數(shù)引入的不確定度分量。

4.合成不確定度

4.1不確定度匯總表

4.2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算

　　以上各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量互不相關(guān)，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4.3擴(kuò)展不確定度

　　取包含因子K=2，故，測(cè)量結(jié)果相對(duì)擴(kuò)展不確定度為：Urel=k?ucrel=1.4%(k=2)

5不確定度的應(yīng)用

　　 眾所周知，流量計(jì)量是計(jì)量科學(xué)技術(shù)的組成部分之一，它與國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防建設(shè)、科學(xué)研究有密切的關(guān)系，流量計(jì)量的準(zhǔn)確與否對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展具有重要作用。為此，液體管道流量計(jì)在線溯源方法的研究是確保在用流量計(jì)準(zhǔn)確測(cè)量的重要保障，在線校準(zhǔn)結(jié)果不確定度直接決定流量計(jì)計(jì)量的正確率，它是評(píng)價(jià)在線校準(zhǔn)能力的關(guān)鍵指標(biāo)。本文通過評(píng)定和分析典型的管道式電磁流量計(jì)測(cè)量結(jié)果的不確定度，對(duì)解決流量計(jì)在線溯源難題、提升流量計(jì)在線校準(zhǔn)能力具有積極意義。