基于标准表法水流量平台的电磁流量计示值误差测量不确定度评定

何必权

（杭州市食品药品检验研究院，浙江杭州　310019）

基于标准表法水流量平台的电磁流量计示值误差测量不确定度评定

何必权

（杭州市食品药品检验研究院，浙江杭州310019）

随着科学技术的发展，电磁流量计已广泛用于污水排放、取水灌溉和工业生产等各个领域。根据笔者从事流量检定工作多年，结合JJG1033-2007《电磁流量计检定规程》的检定方法，依托杭州市质量技术监督检测院大流量实验室标准表法水流量平台，对电磁流量计检定结果的测量不确定度评定进行了详细分析，以供从事电磁流量计计量检定/校准的同行参考。

标准表法电磁流量计不确定度

1　测量方法

依据JJG1033-2007《电磁流量计检定规程》。

2　测量对象

选取一台准确度等级1.0级、管径为DN50mm、测量范围为（0.5-50）m3/h的电磁流量计为测量对象，在DN（15～50）mm标准表法水流量标准装置台上检定并进行不确定度分析。

表1　检定结果数据

表2　不确定度一览表

3　数学模型

3.1体积流量计算

由于水的体积压缩系数很小，当压力变化不很大时，可将水看作是不可压缩液体，因此，由标准装置得到的水的体积流量为［1］

式中：VQ——流过被检表的实际累积体积流量，m3；

QVs——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胀系数，1/℃；

θS——检定时标准器处液体的温度，℃；

θm——检定时流量计处液体的温度，℃；

k——检定用液体在检定条件下的体积压缩系数，1/Pa；

ps——检定时标准器处的压力，Pa；

pm——检定时流量计处流体的压力，Pa。

实际计算时，由于一般情况下θm与 θS之差都小于5℃，且 pm与 ps之差小于0.1MPa，

因此，上式可简化为：

3.2流量计误差

在规定的环境条件下，按JJG1033-2007《电磁流量计检定规程》检定，以检定规程给出的示值误差表示式作为不确定度评定的数学模型。以循环水作为介质，用标准表法测量，将电磁流量计显示的累计流量计值与标准装置的实际累积流量值比较，计算得出电磁流量计相对示值误差。公式（3）所示：

式中：Eij为第i检定点第j次检定被检流量计的相对示值误差，% Qij为第i检定点第j次检定时被检流量计显示的累积流量值，m3（Qs）ij为第i检定点第j次检定时标准器的累积流量值，m3

Ei为第i检定点相对误差

4　示值误差E的测量结果

依据JJG1033-2007《电磁流量计检定规程》，检定流量点可分为5点（qmin、0.25 qmax、0.50 qmax、0.75 qmax、qmax）。每个流量检定点的重复检定次数应不少于3次［2］。

被检表为：一台准确度等级1.0级、管径为DN50mm、测量范围为（0.5-50）m3/h的电磁流量计。检定结果数据如下表1：

5　数据分析

5.1误差不确定度分析

对于数学模型y=f（x1，x2，…，xN）相对灵敏系数Cri的表达方式：

相对合成标准不确定度的表达方式：

被测电磁流量计示值误差E的不确定度来源主要包括：①标准装置引入的相对不确定度；②测量的重复性引入的相对不确定度；

（1）标准装置引入的标准不确定度ur（QS）：

本流量装置的扩展不确定度为Ur=0.25%，k=2

标准不确定度ur（QS）=0.25%/2=0.125%

（2）被测流量计测量重复性引入的标准不确定度ur（S）：

采用A类方法进行评定：由表1检定数据可得，最大重复性为s=0.074%，

因此，ur（S）=0.074%

5.2合成标准不确定度的评定

通过以上分析，将各分量列表，见表2。

因各影响量相互独立，则合成标准不确定度

6　扩展不确定度的评定

7　不确定度报告表达

综上所述，该电磁流量计检定各流量点最大的不确定度在5 m3/h处，误差E=-0.38%， Ur = 0.29%，k=2。

［1］王池，王自如等.流量测量技术全书［M］.北京：化学工业出版社，2012.

［2］孟涛.电磁流量计检定规程［S］.北京：国家质量检验检疫总局，2007.