膜式燃气表测量结果不确定度评定

吴铁城（漯河市质量技术监督检测中心，河南　漯河　462000）

膜式燃气表测量结果不确定度评定

吴铁城
（漯河市质量技术监督检测中心，河南漯河462000）

膜式燃气表是计量燃气消耗量的常用计量器具，其量值是否准确直接保证贸易结算的公平合理。通过对测量结果进行的不确定度评定，从而对检测设备及检测样品做出适当的评价，以验证其是否符合相关标准的规定。本文以漯河市质量技术监督检验测试中心燃气表检定计量标准建立时取得的数据为基础，依据2005年我国发布的膜式燃气表检定规程，在规定的标准环境条件下对膜式燃气表测量结果的不确定度进行分析和评定。

膜式燃气表；不确定度；评定

1　概述

膜式燃气表是计量燃气消耗量的常用计量器具，其量值是否准确直接保证贸易结算的公平合理。众所周知对膜式燃气表进行检测时，不管检测方法和检测设备如何完善，由于众多外界因素的影响，检测得到的数据具有相当的分散性。通过对测量结果进行的不确定度评定，从而对检测设备及检测样品做出适当的评价，以验证其是否符合相关标准的规定。

本文以漯河市技术监督检验测试中心燃气表检定计量标准建立时取得的数据为基础，依据2005年我国发布的膜式燃气表检定规程，在规定的标准环境条件下对膜式燃气表测量结果的不确定度进行分析和评定，可以验证0.5级钟罩式气体流量标准装置能否满足检定要求。

1.1测量依据

JJG577—2005《膜式燃气表检定规程》。

1.2环境条件

温度（20±2）℃，湿度（45～75）%RH，大气压力：（86～106）kPa。

1.3测量标准

0.5级钟罩式气体流量标准装置

1.4被测对象

B级膜式煤气表

1.5测量过程

将钟罩内余压调到规定的检定压力，使燃气表在公称流量下平稳运行不少2 min然后打开出气阀门使钟罩按规定下降，记录于钟罩体积定点控制起止间隔和相应的燃气表体积值，并记录气温、钟罩内水温、压力、大气压力、相对温度，燃气表进口端压力等。由于本检定装置是双表位的，因此，在Qmax流量点时，应以温度和压力变化最大的第2表位的燃气表为例，测量100L来评定测量不确定度。

2　数学模型

按国家规程要求煤气表检定前应在恒温恒湿实验室中放置4小时以上，并且一次检定所需时间较短，可认为钟罩内气体温度Ts和燃气表进口处气体温度Tm基本一致，因此数学模型可化简：

式中：

ΔV—燃气表的示值误差

Vs—钟罩的容积

Vm—燃气表的示值

Ps—钟罩内的绝对压力

Vref—通过燃气表的实际体积

Pm—燃气表进口处的绝对压力

3　输入量的标准不确定度评定

B级燃气表在Qmax检定点检定100L时，测得标准器处的相对压力为P1=1270Pa；燃气表处进口端的相对压力为P2=1040Pa，大气压力P0=98100Pa，因此Vref=100.2L。

3.1输入量Vm的标准不确定度μ（Vm）的评定

（1）测量重复性导致的标准不确定度μ（Vm1）可以通过连续测量得到测量列，采用A类评定方法评定。

在燃气表Qmax检定点，在重复性条件下连续进行10次测量，得到测量列：

101.5L，100.9L，101.1L，101.5L，101.5L，101.5L，101.2L，100.9L，101.2L，101.9L

单次实验标准差

∴u（Vm1）=S=0.266L 自由度v（Vm1）=9

（2）燃气表的最小分度值的不确定度μ（Vm2）

燃气表的最小分度值为0.2L，故读数误差为±0.1L

所以u（Vm）=v（Vm）=9.8

3.2输入量Vs的标准不确定度μ（Vs）的评定

输入量Vs标准不确定度μ（Vs）采用B类方法进行评定。钟罩标准装置经上级计量检定部门检定合格，根据JJG165-2005《钟罩式气体流量标准装置检定规程》中给出的Vs的相对扩展不确定度不大于0.5%。由于是测量100L，所以Vs的扩展不确定度不大于0.5L，包含因子k1=2，则标准不确定度为：

估计其不可信度0.1，则自由度u（Vs）=50

3.3输入量Ps的测量引入的标准不确定度μ（Ps）

由于标准器内的绝对压力Ps是通过U型管压力计测量钟罩内的余压P1和大气压力P0得到，其服从均匀分布，通过各测量分量的输入可得到Ps的不确定度μ（Ps），因此：

（1）测量钟罩余压P1的U型管压力计准确度为2.5级，最大允许误差=P1×（±2.5%）=1270×（±2.5%）=±32 Pa

（2）装置压力P1波动不大于50 Pa

（3）测量大气压力的空压表最大允许误差为：200Pa

综上所述：u（Ps）=

3.4输入量Pm的测量引入的标准不确定度μ（Pm）

同上，燃气表进口端的绝对压力Pm通过测量燃气表进口端的余压P2和大气压力P0得到，因此：

（1）测量燃气表进口端的U型管压力计准确度为2.5级，

最大允许误差=P2×（±2.5%）=1040×（±2.5%）=± 26 Pa

（2）燃气表进口端压力P2波动不大于50 Pa

（3）测量大气压力的空压表最大允许误差为：200 Pa

综上所述：u（Pm）=

4　合成标准不确定度的评定

4.1灵敏系数

灵敏系数：

4.2标准不确定度汇总表

见表1

4.3合成标准不确定度的计算

合成标准不确定度按下式计算：

有效自由度为：

5　扩展不确定度的评定

根据不确定度的定义，检测得到的数据是在95%的置信水平下，以检测值为中心的一个区间，它表示了测量结果的可疑程度。

取置信概率p=95%，veff=45。

查t分布表 k95=t95（veff）=t95（45）=2.01

扩展不确定度 U95=k95Uc（ΔV）=0.82L

表1　标准不确定度汇总表

6　测量不确定度的报告与表示

在Qmax流量点，测量100L时燃气表基本误差测量结果的相对扩展不确定度为

U=0.82%k=2

7　结语

测量不确定度评定是测量技术的重要概念，也是保证检测质量的重要要素，被我国纳入法制计量管理范畴。根据评定结果与相关规程规范有关数据的比较，可以判断是否满足检测要求。从不确定度计算入手，根据各不确定度分量所占份量分析误差的主要来源，研究如何采取有效措施减小误差，提高测量的准确性保证量值传递的准确统一有重大意义。

［1］国家质量技术监督局.JJG1059-1999测量不确定度评定与表示［S］.北京：中国计量出版社，1999.

［2］常用测量不确定度评定方法及应用实例［M］.北京：中国计量出版社，2000.

Evaluation of Uncertainty of Measurement Results of Membrane Gas Meter

Wu Tiecheng
（Luohe Quality and Technology Supervision and Inspection Center，Luohe Henan 462000）

Membrane type gas meter is a commonly used measuring instrument which calculates the consumption of fuel gas.The accuracy of the value of a quantity will ensure a fair trade settlement.Through the uncertainty evaluation to the measured results to make an appropriate evaluation to the testing equipment and the testing samples to test whether they accord with the provisions of relevant standards.This text is based on the data when the gas meter calibration and measurement standards of quality and technical supervision，inspection and testing center in Luohe City are set up.According to the membrane type gas table verification regulation which is published in China in 2005，to analyse and evaluate the uncertainty of membrane type gas table of measurement results under the provisions of the standard environmental conditions.

membrane gas meter；uncertainty；evaluation

TG80

A

1003-5168-（2016）04-0071-03

2016-3-20

吴铁城（1991-），男，本科，检定员，研究方向：仪器仪表。