摘要:将計(jì)量學理論與計(ji)量實踐相結合(hé),歸結出了保🔞證(zheng)計量器具使用(yòng)精度,用于指導(dǎo)計量過程中計(ji)🌍量學基本原則(ze)🎯。将該🈲基本原則(zé)與流量計量的(de)特點相結合,論(lùn)證了流量計🌐量(liàng)中的等精度傳(chuán)遞理論。在此基(jī)礎上針對渦輪(lún)流量計 現行檢(jian)定方法及檢定(ding)精度的評定方(fang)法,提出了渦輪(lun)流🐪量計使💯用過(guo)程中保證和提(ti)高其精度的常(chang)用方法,對廣大(da)渦輪流量計🐪用(yòng)戶具有普遍指(zhǐ)導意義。
0引言
　　大(dà)量計量實踐證(zhèng)明,對于一台經(jing)過了計量檢定(dìng)(或校準)性能良(liang)好的計量器具(ju),如對其使用不(bú)當,也得不到人(rén)們期望的使用(yòng)精度。那麽對于(yú)一台已檢定合(he)格，已知檢定精(jing)度和儀表常數(shù)的渦輪流量計(ji)，該如何保證其(qí)使用精度等于(yú)或者優于其檢(jian)定精度呢?本文(wen)力圖通過對一(yi)個計量過程的(de)解析，尋求保證(zheng)使用精度等同(tong)于檢定精度的(de)一般途徑-計量(liàng)學基本原則。将(jiāng)該原則與流量(liang)計量的特點和(hé)誤差理論相聯(lian)系，論證了用于(yú)提高其使用精(jīng)度的等精度傳(chuán)遞理論，提出了(le)渦輪流量計使(shi)用過程中保證(zhèng)和提高其使用(yong)精度的條件和(he)常用方法。
1計量(liang)學基本原則
1.1計(ji)量器具在不同(tong)形态下的兩種(zhong)計量精度
　　計量(liàng)是保證單位統(tong)一和量值準确(que)可靠的測量活(huo)動。一個完整的(de)計量過程應包(bāo)括兩個必備環(huan)節:1)計量器具出(chu)廠後的計量檢(jiǎn)定;2)用檢定合格(ge)的計量器具對(dui)被測量進行的(de)測量。将上述兩(liang)個環節與誤差(chà)相聯系後便可(ke)得到計量器具(ju)在不同形态下(xia)兩種概念不同(tong)的計量精度:1)計(ji)量器具在檢定(ding)條件下确認的(de)精度(檢定精度(dù));2)計量器具在實(shí)際使用條件下(xia)的精度(使用精(jīng)度)。無疑通常情(qing)況下,計量器具(jù)的使用精度低(di)于檢定精度,那(na).麽在什麽技術(shu)條件下,才能保(bǎo)證使用精度等(děng)于其檢定精度(du)呢?要對此做出(chu)判斷,就需要建(jian)立起一定原則(zé),這些原則就叫(jiao)做計量學基本(ben)原則。
1.2計量學基(ji)本原則
　　如何保(bǎo)證計量器具的(de)使用精度,是計(jì)量工作者的共(gong)同課題。長期以(yi)來在計量技術(shu)的不同領域人(ren)們一直在進行(háng)着這項研究。并(bìng)在計量領域的(de)不同專業，産生(shēng)了多項成果。例(lì)如:幾何量計量(liàng)中的阿貝原則(ze)、最小變㊙️形原則(zé)、最🍉短測量鏈原(yuán)則和封閉原則(ze),減🔱少測量過程(chéng)中恒定系統誤(wù)差的異号🍉測量(liàng)法微差測量法(fa),力學與電學計(jì)量中的替代測(cè)量法、交換測量(liang)法、對稱測量法(fa)以及應用更爲(wei)廣闊的組合測(ce)量🏃🏻‍♂️法等。其實質(zhì)都是計量學基(jī)本原則的😍特定(ding)内容。通過對上(shang)述内容進行歸(gui)納,可抽象出用(yòng)于指導計量過(guo)程的基本原則(ze):
1)被測量與被測(cè)量的标準二者(zhě)的特性(是指幾(jǐ)何特性與物理(lǐ)特性)應在計量(liang)過程中盡量保(bǎo)持相同;
2)計量器(qì)具的檢定過程(chéng)與使用過程應(ying)盡可能保持相(xiang)同。
　　遵循第1)原則(ze)可使任何被測(ce)量的标準和被(bei)測受環境影響(xiang)盡可能相一緻(zhì)，從而減小二者(zhě)之間差異帶來(lái)的附加誤差。第(di)2)原🌈則主🥰要用來(lái)減小由于二個(ge)比較過程不一(yi)緻帶來的附加(jiā)誤🔞差。在計量過(guò)程中滿足上述(shu)原則就可以最(zui)大限度地使計(jì)量❄️器具的使用(yong)精度接近🔅其檢(jiǎn)定精度。
1.3等精度(du)傳遞理論
1.3.1計量(liàng)學基本原則在(zài)流量計量中的(de)特定原則
　　由于(yu)流量計量的對(duì)象是各種流體(tǐ),因此流體的流(liu)動特性和介🧡質(zhì)特性是流量計(jì)量的固有特性(xing)。由計量學基本(ben)原則♍結合流量(liàng)☂️計量的特點，便(biàn)可得出流💜量計(ji)量過程的計量(liàng)學基本原則(特(tè)定🚶原則):
1)流量計(jì)的檢定與使用(yong)時流體的流動(dòng)特性應盡可能(néng)相同🚶;.
2)流量計的(de)檢定與使用時(shi)流體的介質特(tè)性(指流體的🔞密(mi)度、粘度等)應盡(jìn)可能-緻;
3)流量計(jì)的檢定與使用(yong)時,操作過程及(ji)環境影響應盡(jìn)可能☂️保🚶‍♀️持相同(tong);
4)流量計的檢定(dìng)與使用的流量(liang)範圍或流量點(dian)應盡可能保🥵持(chi)一-緻。
　　因爲流體(ti)的流動特性和(hé)介質特性不僅(jǐn)影響流量計基(ji)本方🛀🏻程中各個(gè)特性參數以及(jí)流量方程的整(zheng)體成立條件,而(er)且流量計的工(gōng)作特性也與之(zhī)密切相關。因🤟此(cǐ)第1)、2)原則屬流量(liàng)計量的特别原(yuan)則,而第3)、4)原則是(shì)計量學基本原(yuán)則的内容。
1.3.2等精(jing)度傳遞理論
　　等(děng)精度傳遞理論(lùn)的意義是指,隻(zhī)要遵循計量學(xue)基本原則在流(liú)🌂量計量中的特(te)定原則去指導(dao)流量計量過程(chéng),那麽流量基準(zhǔn)或标準所複現(xiàn)的流量單位♻️量(liàng)值将等精度傳(chuan)遞給工作流😍量(liang)計，而大大減少(shao)量值傳遞中⁉️精(jing)度損失。下面舉(ju)例論證:
在JJG1037-2008《渦輪(lun)流量計》檢定規(guī)程中規定,其檢(jian)定精度由下式(shì)确🍓定:

　　式中:Δ1爲流(liu)量标準裝置的(de)精度;Δ2爲流量計(ji)的重複性(檢定(dìng)點中🛀儀表系數(shù)相對誤差的最(zui)大值);Δ2;爲流量計(ji)儀表常數的非(fēi)線性誤差。
　　如滿(man)足計量學基本(ben)原則在流量計(jì)量中的特定原(yuán)則之要🔞求🌈,并把(ba)流量計的檢定(ding)流量點作爲使(shǐ)用時的流量點(diǎn)，則在😄滿足🔴上述(shu)📞條件下,式(1)中的(de)△3;便可忽略,則流(liú)量精度爲:

　　當△2<<△時(shí)，則δ≈Δ1,即當被檢流(liú)量計的重複性(xìng)(随機誤差)遠小(xiǎo)于流量标準裝(zhuāng)置的精度時,被(bei)檢流量計的精(jīng)度便近似等于(yú)流量标準裝置(zhi)的精度。我們知(zhī)道在流量計量(liang)器具中，容積式(shì)流🛀🏻量計(例如橢(tuǒ)圓齒輪流量計(jì)、活塞式流量計(jì)、腰輪🍉流量計等(deng))和渦輪流量計(ji)在定點使用時(shi)，其重複性是非(fei)常好的,一般可(ke)達到0.05%,甚至🧑🏾‍🤝‍🧑🏼更高(gao)。另外由❤️誤差理(li)論中随機誤差(chà)的特性我們還(hai)知道,當測量次(ci)數無限大時,其(qí)随機誤差将趨(qū)于零。因☔此依據(jù)流量計和🐆随機(jī)誤差特性,完全(quan)可達到如上假(jiǎ)設條件,所以等(děng)精度傳遞理論(lun)在實際中㊙️是可(ke)以實現的。
　　綜上(shàng)所述,可得出如(ru)下結論:用計量(liàng)學基本原.則與(yu)流量計量的🚶特(tè)點相結合便可(kě)得到指導流量(liàng)計量的特♊定原(yuan)🈲則。用該特定原(yuán)則指導流量計(ji)量過程，便可實(shí)現流量量值的(de)等精度傳遞,從(cong)而大大減小流(liú)量量值傳遞中(zhōng)的精度損失,提(tí)高流量計的使(shi)用精度。
2計量學(xué)基本原則在渦(wo)輪流量計使用(yong)過程中的應用(yong)
2.1渦輪流量計現(xian)行檢定方法及(jí)檢定精度評定(ding)方法
　　渦輪流量(liàng)計(以液體普通(tong)型爲例)的檢定(ding)方法,按所采用(yòng)的标準器的不(bú)同可分爲标準(zhun)容積法、标準稱(chēng)重法、标準體積(ji)管法🛀和标準流(liú)量計法。按被檢(jian)流量計的狀态(tai)又可分爲離線(xian)檢定和在線檢(jiǎn)定。但無論哪--種(zhǒng)檢定方法,其實(shi)🥵質就是在具有(yǒu)精度🌈要求的流(liu)量标準裝置❓上(shang)确定出被檢流(liú)量計在🏃🏻規定的(de)流量範圍内各(ge)個檢定流量點(diǎn)下的⛱️儀表系數(shù)。檢定流量♋點包(bāo)括上下限不少(shao)于5個，每個檢定(ding)點不少于3次。依(yī)🙇🏻據上述檢定數(shu)據，其檢定精度(du)評定方法如下(xia):1)計量每個流量(liàng)點下3次檢定對(duì)應的♈儀表系數(shu)及其🧑🏽‍🤝‍🧑🏻平均值;2)由(yóu)各個檢定點下(xia)的儀㊙️表系數平(ping)均值🐉得到适用(yòng)于全量程的儀(yi)表常數及該常(cháng)數的非線性誤(wu)差△3;3)依🎯據每個檢(jian)定流量點下3次(cì)檢定得到的儀(yí)表系數的分散(san)性評定出其重(zhong)複性△2;4)按式(1)計📱算(suàn)被檢渦輪流量(liang)計的檢定精度(du)⚽。
由上述檢定方(fāng)法及檢定精度(du)的評定方法可(ke)看出:
1)流量計的(de)儀表系數由流(liú)量标準裝置直(zhi)接傳遞得到,因(yin)⛹🏻‍♀️此儀表系數的(de)精度取決于流(liú)量标準裝置的(de)精度及3次重複(fú)🐆測量的分散性(xìng)(随機誤差大小(xiǎo));
2)所得的儀表常(cháng)數實際上是指(zhi)在全量程範圍(wei).的通用儀🏃‍♀️表系(xi)數,其實質是對(dui)流量計誤差特(te)性曲線的簡單(dan)化處理。
2.2保證和(hé)提高渦輪流量(liàng)計使用精度的(de)常用方法
　　針對(dui)渦輪流量計的(de)檢定方法及檢(jian)定精度的評定(dìng)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻方♈法,運用計🚶量(liang)學基本原則在(zài)流量計量的特(te)定原則,便可以(yi)歸納出對🏃‍♂️于經(jing)👈過了計量檢定(ding),已确定了儀表(biao)常數和檢⭐定精(jing)度的渦輪流量(liàng)計,保證和提高(gāo)其使用精度的(de)常用方法:
1)隻要(yao)滿足計量學基(ji)本原則在流量(liang)計計量中特定(dìng)原則的要求,即(ji)流量計的使用(yòng)條件與檢定條(tiáo)件相🙇‍♀️一緻(包括(kuo)流體的流動特(tè)🌂性、介質特性、流(liú)量範圍及操作(zuò)過程),并且在流(liú)量計的檢定範(fàn)圍内使用其儀(yi)表常數,便會使(shi)其使用精度等(deng)于檢定精度。
2)若(ruò)流量計的使用(yong)條件滿足上述(shù)相同性原則，并(bìng)且㊙️流量♈計在🏒檢(jiǎn)🚶定流量範圍内(nèi)能夠定點使用(yong)時(使用其檢定(ding)流量下儀表系(xì)數的平均值),則(zé)流量計的使用(yong)精度将會大🏃‍♂️大(da)優于其檢定精(jing)度。
3)若流量計在(zài)檢定流量範圍(wei)内實際使用時(shi)，無法滿足定點(dian)使用條件,則可(ke)依據檢定中得(de)到的各個檢定(dìng)流量點下的🤩儀(yi)表系數平均值(zhí)與使用流量Q的(de)對應關系📐。借助(zhù)最小二乘法原(yuán)理對儀表常數(shù)進行線性化處(chù)理🏃🏻,用直線拟合(he)得到的K'=aQ+b來取代(dài)儀表常數K,也會(hui)在--定程度上提(ti)高使用精度。
2.3應(ying)用舉例
　　在精度(dù)爲0.1級靜态容積(jī)法水流量标準(zhǔn)裝置上對一台(tai)LW-15渦輪流量🍉計進(jin)行了計量檢定(ding),檢定數據如表(biao)1所示。

檢定精度(dù):δ=[(0.12+0.112+0.452)1/2]%=0.47%
　　在已知流量計(ji)儀表常數和檢(jiǎn)定精度條件下(xià),運用計量🏃‍♂️學基(ji)本💔原則在流量(liàng)計量中的特定(ding)原則指導流量(liàng)計的使用過程(chéng)便會産生如下(xià)結果:
1)若流量計(ji)的使用條件滿(mǎn)足特定原則的(de)要求，使用給定(dìng)😍的儀表♍常數K0=560.5時(shí)流量計的使用(yong)精度等同于其(qí)檢定精度(0.47%),反之(zhī)使用精度👄低于(yu)檢定精度。
2)在滿(man)足特定原則條(tiáo)件下,若流量計(ji)能夠定點使用(yong)(使用該點♊下🌈的(de)儀表系數平均(jun)值來替代儀表(biao)常數),則儀表常(cháng)數的非線性誤(wù)差便可忽略。流(liu)量計的使用精(jing)度爲δ=[(0.12+0.112)1/2]%=0.15%。
　　若使用條(tiao)件滿足特定原(yuán)則之要求,但流(liú)量範圍無法🈚變(bian)💚動時,根據實際(jì)流量采用特性(xìng)方程K'=2.1769Q+556.06替代儀表(biao)常數K0=560.5可得到K'的(de)非線性誤差△3=0.12%,則(zé)流量計的使用(yong)精度🔅爲δ=[(0.12+0.112+0.122)1/2]%=0.20%。
3結論
1)渦(wo)輪流量計的檢(jiǎn)定精度是在檢(jian)定條件下确定(dìng)的，隻有☁️使用條(tiáo)件滿足計量學(xué)基本原則在流(liu)量計量中特定(dìng)原⚽則之🌍要求🔴時(shi)使用儀表常數(shu)才能保證使用(yòng)精度等于檢定(ding)精度⛱️;
2)提高使用(yong)精度的技術條(tiáo)件是在滿足計(jì)量學相同性原(yuán)則♊基🏃‍♂️礎✏️上流量(liang)計的定點使用(yong)和對儀表常數(shu)的線性化處理(lǐ)✏️;
3)上述方法對精(jing)密渦輪流量計(jì)和 氣體渦輪流(liú)量計 具有同樣(yang)效果。

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