摘要:以圓柱齒(chǐ)輪流量計 做爲(wei)标準流量計爲(wèi)例，介紹了在标(biāo)準表法流量計(ji) 标準裝置中非(fei)定點使用的标(biāo)準流量計的幾(jǐ)種典型流量計(jì)算方法，并給出(chu)各種流量算法(fa)引入的不确定(dìng)⛹🏻‍♀️度評定方法。實(shi)例對♈比表明，采(cai)用最小二乘法(fǎ)拟合計算，選擇(zé)與流量計自身(shēn)特性匹配的拟(ni)合階次可有效(xiao)降低算法引入(ru)的不确定度;選(xuǎn)用流量修正值(zhí)計算流🌈量，對于(yú)低流量區域算(suàn)法引入的相對(duì)不确定度較大(dà);采用儀表系數(shù)和流量修正系(xi)👄數計算流量引(yin)入的不✌️确定度(du)比較接近。
0引言(yán)
　　液體流量标準(zhǔn)裝置包括質量(liang)法、容積法、體積(ji)管法和标☁️準表(biǎo)法幾種，其中标(biāo)準表法流量标(biāo)準裝置是目前(qián)使用🔴比較廣泛(fan)的傳遞标準裝(zhuang)置之一一。與前(qian)三種流❗量标準(zhun)🐕裝置相‼️比，标準(zhǔn)表法流量裝置(zhi)具有成本低、結(jie)❗構簡單、易操作(zuò)、建設周期短、流(liú)量範圍寬、效率(lü)高等優點。
　　标準(zhǔn)表法液體流量(liang)标準裝置基于(yu)質量流量守恒(héng)原✔️理，即在一定(ding)時間内，串聯在(zài)同一管道内的(de)标準🥰流量🧡計和(he)被檢流量計通(tōng)過的液體容積(ji)相等，流體在相(xiàng)同時間間隔内(nei)連續通過标準(zhǔn)流🔞量計與被檢(jian)流量計，比較兩(liang)者的輸出流量(liang)📱值，即可确💔定被(bèi)檢流量計的計(jì)量性能。标準表(biao)法流量标準🛀裝(zhuang)置一般由泵、試(shì)驗管路🙇🏻系統、标(biāo)準流量計、被檢(jiǎn)流量計、 溫度變(biàn)送器 、 壓力變送(song)器 、測控系統及(jí)校準軟件等組(zǔ)成。标準表法流(liú)量标準🏒裝置比(bǐ)其♋他方法結構(gou)更簡單、測量效(xiao)率更高;同時由(you)于可以并聯多(duo)台标準流量計(ji)對被檢流量計(ji)進行校準，因此(cǐ)标準表法☁️裝置(zhi)容易形成更大(da)的流量範圍。
　　依(yī)據JJG643-2003《标準表法流(liú)量标準裝置檢(jian)定規程》，該類流(liú)量标準裝置的(de)不确定度主要(yào)包括标準流量(liang)計算引入的🐪不(bu)确定度、計時🥵器(qì)引入的不确定(dìng)度、标準流量計(jì)配套儀器未同(tong)時送檢引入🎯的(de)不确定度、标準(zhun)流量計檢定與(yǔ)使用流體條件(jian)不一緻引入的(de)不确定度、數采(cai)系統引入的不(bu)确定度及.上級(jí)标準裝置引♉入(rù)的不确定👨‍❤️‍👨度等(deng)幾個方面。如果(guo)标準流量計非(fei)定點使用，标準(zhun)流量計算方法(fa)引入的🏃‍♀️不确定(dìng)度是最爲重要(yao)的一項。标準流(liu)量計算方法不(bú)同🔞，引入的不确(que)定度也✉️存在一(yi)定差✂️異。
1标準流(liú)量計算和不确(que)定度評估方法(fǎ)
　　标準流量計非(fēi)定點使用，可通(tōng)過儀表系數、流(liu)量修正值和流(liu)量修正系數等(děng)幾種方式計算(suan)标準流量，而儀(yi)表系數、流量修(xiū)正值和流量修(xiū)正系數都可通(tong)過最小二乘法(fǎ)和線性内插法(fǎ)❤️進行計算。
　　通過(guò)上級标準裝置(zhi)進行校準可獲(huo)得一組試驗數(shu)據，如(x1,y)，(x2,y2)，...(xi,yi)...xn,yn)，本❌文💞中x可(ke)用于表示頻率(lü)f和流量顯示值(zhi)q，y可用于表🌈示儀(yi)表系數K、流量修(xiū)正值△q和流量修(xiu)正系數F，分别通(tōng)過式(1)式(2)和㊙️式(3)計(jì)算，其中，qs爲上級(ji)标準裝置給定(dìng)⭐标準流量。
 

1.1最小(xiao)二乘法
　　通過最(zuì)小二乘法拟合(he)，可獲得y(K，△q，F)與x(ƒ,q，q)的函(hán)數關系，可通過(guo)式(4)表示，當c=0時爲(wei)線性拟合，當c≠0時(shi)爲二次拟合。本(běn)文中未對更高(gāo)階次拟✉️合方法(fa)進行探讨。
 
1.3流量(liang)相對不确定度(dù)計算.
1.3.1儀表系數(shù)計算流量
　　通過(guo)最小二乘法或(huò)線性内插法獲(huo)得儀表系數K與(yu)頻率ƒ之間🏃的💜函(han)數關系，由拟合(hé)計算引入的相(xiàng)對标準不确定(ding)度可由式(9)計算(suan)，其中`K通過式(10)計(jì)算。(K)分别通過式(shi)(6)或式(8)計算。
 
1.3.2流量(liàng)修正值計算流(liu)量
　　通過最小二(er)乘法或線性内(nei)插獲得流量修(xiū)正值△q與流量q之(zhi)間的函數關系(xì)，由拟合引入的(de)相對标準不确(què)定度可由式(11)計(ji)算，其中q是某示(shì)值流量。u(△q)分别通(tong)過式(6)或式(8)計算(suàn)。
 
1.3.3流量修正系數(shù)計算流量
　　通過(guo)最小二乘法或(huo)線性内插獲得(de)流量修正系數(shu)F與❗流量q之間💋的(de)函數關系，由拟(nǐ)合引入的相對(duì)标準不确定度(dù)可由❗式(12)計算，u(F)分(fen)别通過式(6)或式(shi)(8)計算。
 
2計算實例(lì)
　　渦輪流量計 、容(rong)積式流量計、科(kē)裏奧利質量流(liu)量計、電磁流量(liàng)計等性能優良(liang)的流量計均可(ke)作爲标準流量(liàng)計使用❓。以圓❄️柱(zhu)齒輪流量計爲(wei)例🛀進行标準流(liu)量及不确定度(dù)計算。圓柱齒輪(lun)流量計屬于容(rong)積式流量計，對(dui)于中高粘度📧液(ye)體介質具有良(liáng)好計量性能。表(biao)1是某齒💛輪流量(liàng)計校準數據。表(biao)中示值通過平(ping)均儀表系數”和(he)對應流量點頻(pin)率計算。
2.1儀表系(xì)數計算流量
　　由(yóu)于圓柱齒輪流(liu)量計内部齒輪(lún)與殼體之間存(cún)在🈲間隙，導緻流(liu)量計運行時存(cún)在内洩露，内洩(xiè)露存在層流模(mó)式和湍流模式(shì)兩種形式r，可分(fèn)别用式(13)和式🤞(14)表(biǎo)示。
 
　　式中:C1爲層流(liu)狀态下與流量(liàng)計結構有關的(de)常數;C2爲湍流狀(zhuang)态下與流量計(jì)結構有關的常(cháng)數;△p爲流量計前(qián)後壓降🧡;η爲流體(tǐ)動力粘度。
　　齒輪(lun)流量計内洩露(lù)随轉動速度改(gǎi)變而變化，其儀(yi)表👅系🌐數并非恒(héng)定數值，而是随(suí)轉動頻率非線(xian)性變♍化的。圖1是(shì)齒輪流量計儀(yí)表系數與頻率(lü)之間的拟合曲(qǔ)線。通過最小二(er)乘法線性🔴拟合(he)引入的不确定(dìng)度約爲0.26%;而最小(xiao)二乘💋法二次拟(ni)合引入的不确(que)定度降低很多(duō)，約爲0.057%;通過線性(xìng)⭐内插方法引入(rù)不确定.度約爲(wèi)0.073%，與二次拟合引(yin)入的不确定度(dù)比較接近。
 
 
2.2流量(liang)修正值計算流(liu)量
　　由于内洩露(lù)的存在，各流量(liang)點流量修正值(zhí)随流量呈非😍線(xian)性變化。圖2是齒(chi)輪流量計流量(liang)修正值與流🤞量(liàng)示值之間的🍉拟(ni)合曲線。通過最(zuì)小二乘法線性(xing)拟合引入🐪的絕(jué)對不确定度約(yuē)爲0.455L/min;而最小二乘(chéng)法二次拟合引(yǐn)入的不确定度(du)約爲0.110L/min;通🙇🏻過線性(xìng)内插方法引入(ru)不确定度約爲(wèi)0.113L/min，與二次拟合引(yin)入的不确定度(du)相當。采用流量(liàng)修正值計算流(liu)量，在低流量段(duan)引㊙️入的相對不(bu)确定度較大，三(san)種方法引入♉相(xiàng)對的不确定度(du)分别爲3.08%，0.74%，0.76%。
 
 
2.3流量修(xiū)正系數計算流(liú)量
　　圖3是齒輪流(liu)量計流量修正(zhèng)系數與流量示(shi)值之間的拟合(hé)曲🚶線。通過最小(xiao)二乘法線性拟(ni)合引入的相對(dui)不.确定度約💃🏻爲(wei)0.31%;而最小二乘法(fǎ)二次拟合引入(ru)的不确定🥰度約(yuē)爲0.056%;通過線性内(nèi)插方法引入不(bú)确定度🌏約爲0.072%，與(yu)二次拟合引入(rù)的不确定度比(bi)較接近。
 
 
3總結
　　對(duì)标準法裝置中(zhōng)幾種非定點使(shi)用流量計算方(fang)法和算法引入(ru)的不确定度評(ping)估方法進行了(le)介紹，并以某齒(chi)輪流量計校準(zhǔn)數據爲實例進(jìn)行了計算及分(fen)析。經總結，
　　标準(zhun)表法流量标準(zhǔn)裝置應用中應(yīng)注意以下幾點(dian)👨‍❤️‍👨:①采用最小二乘(cheng)法拟合計算标(biao)準流量，拟合階(jie)次需🏒結合流量(liang)計自身特性确(que)定，可有效降低(di)計算方法⁉️引入(ru)的不确定度;②采(cai)用線性内插法(fǎ)計♍算标準流量(liang)，在上級校🍉準.流(liu)量點足夠多的(de)情況下，相鄰數(shu)據點内插引入(ru)的💚不确定度可(ke)滿足标準裝置(zhì)整體要求，無需(xu)過多關㊙️注流量(liàng)計自身特🈲性;③采(cǎi)用流量修🐪正值(zhí)計算标準流量(liang)，采用最小🛀🏻二乘(chéng)法和線性内插(cha)法在低流量區(qu)域引入的相對(dui)不确定度較大(dà)🏃‍♀️，④對于脈沖信号(hao)輸出類型流量(liang)計，建議采用儀(yí)表系數進行标(biāo)準流量計算;⑤對(dui)于模拟量或數(shu)字.通信信号輸(shu)出類型流量計(jì)，建議采用流量(liang)修正系數進行(háng)标準流量計算(suan)。

本文來源于網(wang)絡,如有侵權聯(lian)系即删除！