音速喷嘴式气体流量标准装置测量结果的不确定度评定Word下载.docx
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模型如下：
E=（Qmm-Qm）/Qm
式中：
E—流量计相对示值误差
Qmm—流量计累积流量值
Qm—与Qmm同一温度和压力状态下标准器累积流量值
qm=A*CC*P0RMT0
式中：
qm—通过音速喷嘴在实际条件下的质量流量；
A*—音速喷嘴喉部的截面积；
C—音速流喷嘴的流出系数；
C*—实际气体的临界流函数；
P0—喷嘴前气体的绝对滞止压力；
T0—喷嘴前气体的绝对滞止温度；
RM—气体常数。
三、测量不确定度分析
对一台LLQZ-80气体智能罗茨流量计，流量范围（30～250）m³
/h进行检测，数据如下：
测量重复性：
流量点
m³
/h
第一次测量误差%
第二次测量误差%
第三次测量误差%
第四次测量误差%
第五次测量误差%
第六次测量误差%
平均测量无误差%
重复性
%
Qmax
-0.14
-0.15
-0.18
-0.17
-0.16
0.02
0.2Qmax
-0.24
-0.29
-0.26
-0.27
-0.21
-0.19
-0.25
0.04
Qmin
-0.38
-0.47
-0.54
-0.41
-0.62
-0.28
-0.45
0.12
测量重复性引起的不确定度分量采用极差法，选取最大值0.12%
u（E）=S3=0.12%3=0.0697%
四、标准不确定度分量评定
（1）喉部截面积的标准不确定度
考虑到喷嘴使用与标定时取值时相同，所以可将其看成常数，因此可忽略他们的不确定度。
（2）流出系数的标准不确定度u（Cd）
流出系数的标准不确定度u（Cd）可根据喷嘴检定证书给出的流出系数准确度0.2%来确定。
它依据JJG620-2008《临界流文丘里喷嘴检定规程》，可经过6次以上的多次测量得到。
在95%置信概率下，U=0.2%，t分布，测量次数一般为6，包含因子tα=2.57,
u（Cd）=0.2%/2.57=0.0778%。
（3）滞止压力引入的标准不确定度u（P0）
装置中用的压力变送器量程为1MPa，准确度等级均为0.05级。
压力在接近一个大气压下使用，按均匀分布。
则有
u（P0）=0.05%/3=0.029%。
（4）滞止温度引入的标准不确定度u（T0）
温度变送器的准确度为±
0.2℃，在标准状态20℃下，按矩形分布考虑，则有
u（T0）=0.2/[3×
273.15+20]=0.039%。
（5）空气气体常数引入的标准不确定度u（R）
在软件中采用了湿空气的折合气体常数公式，由于折合气体常数的不确定度的来源主要是湿度测量，大气湿度测量不确定度一般可达4%，所以引起空气气体常数（R/M）计算的标准不确定度一般为
u（R）≤0.03%。
（6）临界流函数引入的标准不确定度u（C*）
在软件中采用查表法确定空气的临界流函数，而ISO9300只给出干空气的临界流函数表，所以要考虑湿度对临界流函数的影响。
根据试验验证，临界流函数（考虑湿度修正后）的标准不确定度一般为
u（C*）≤0.002%。
可以忽略不计。
（7）空气压缩因子的标准不确定度u（Zn）
在软件中根据压力Pn、温度Tn和大气相对湿度计算空气压缩因子Zn，其计算不确定度小于0.05%，即
u（Zn）≤0.05%。
（8）流量计处的压力测量引入的测量不确定度u（Pn）
同滞止压力引入的标准不确定度，因而
u（Pn）=0.075%/3=0.043%。
（9）测量流量计处的温度测量引入的不确定度u（Tn）
同滞止温度引入的标准不确定度，因而
u（Tn）=0.2/[3×
（273.15+20）]=0.039%。
（10）计时器引入的标准不确定度u（t）
时钟精度一般来说都比较高，稳定度在10-6。
保守估算
u（t）=0.001%。
灵敏系数
由不确定度传播律：
uc2qv=C12u2Cd+C22u2P0+C32u2T0+C42u2Pn+C52u2Tn+C62u2Zn+C72u2（R）
其中：
C1=∂qv∂Cd=A*·
C*·
P0·
R/M·
Tn·
ZnT0·
Pn
C2=∂qv∂P0=A*·
Cd·
C3=∂qv∂T0=-12A*·
ZnT03·
C4=∂qv∂Pn=-A*·
Pn2
C5=∂qv∂Tn=A*·
C6=∂qv∂Zn=A*·
TnT0·
C7=∂qv∂R=12A*·
P0·
Pn·
R/M
其相对不确定度为：
（uc（qv）qv）2=C12u2（Ca）qv2+C22u2（P0）qv2+C32u2（T0）qv2+C42u2（Pn）qv2+C52u2（Tn）qv2+C62u2（Zn）qv2+C72u2（R）qv2
=u,2Cd+u,2P0+12u,2T0+u,2Pn+u,2Tn+u,2Zn+12u,2R
（11）合成标准不确定度评定
标准不确定度一览表
序号
符号
不确定度来源
输入不确定度%
可能的分布
覆盖因子
Y的标准不确定度
ur（xi）%
对合成不确定度的贡献Crur（xi）%
1
u（Cd）
流出系数
0.2
正态
2.57
0.078
2
u（P0）
滞止压力
0.075
均匀
1.73
0.043
3
u（T0）
滞止温度
0.039
0.5
4
u（R）
气体常数
0.03
/
0.015
5
u（Zn）
压缩因子
0.05
6
u（Pn）
入口压力
7
u（Tn）
入口温度
8
u（t）
计时器
0.001
9
u（E）
流量计重复性
0.070
（12）合成标准不确定度
ucr=[ur2（Cd）+ur2P0+12ur2T0+12ur2R+ur2Zn+ur2Pn+ur2Tn+ur2t+ur2E]12=0.143%
取k=2，其相对扩展不确定度为
Ur=0.29%
五、不确定度报告
气体容积式流量计在流量范围（30～250）m³
/h时测量结果的相对扩展不确定度为：
Ur=0.29%，k=2
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