JJG667-2010《液體容積式流量計檢定規程》。

大氣溫度:5℃~35℃, 相對濕度:35%~85%, 大氣壓力: (86~106) k Pa。

二等標準金屬量器 (容積為2000L) , 數字防爆溫度計 (分度值為0.1℃) , 秒表 (分度值為0.01s) 。

常規的螺旋轉子流量計 (0.2級) 。

車用汽油。

在規定的環境條件下, 按照檢定規程規定的測量程序進行現場檢定, 以油庫工況下固定的發油流量點發油, 測量3次, 計算得到被檢流量計的相對示值誤差。

為使測量結果在不確定度評定過程中更具邏輯性, 采用分步的方式構建數學模型。

(1) 數學模型 (1) :標準金屬量器處液體實際體積值 (V) , L

(2) 數學模型 (2) :溫度修正系數 (K_t)

(3) 數學模型 (3) :壓力修正系數 (K_p)

(4) 數學模型 (4) :被檢流量計處累積流量實際值 (Q_s) , L

(5) 數學模型 (5) :被檢流量計相對示值誤差 (E) , %

以上諸式中:V_s———標準金屬量器讀出容積, L;β_s———標準金屬量器的體膨脹系數, ℃^-1;β———液體膨脹系數, ℃^-1;k———液體壓縮系數, Pa^-1;t_s、t_m———標準金屬量器和被檢流量計處液體溫度平均值, ℃;p_s、p_m———標準金屬量器和被檢流量計處液體表面壓力平均值, Pa;Q_m———被檢流量計累積流量示值, L。

由于現場檢定時, 壓力修正系數 (K_p) 對測量結果的影響非常小, 可忽略不計, 故將數學模型 (4) 簡化為Q_s=V×K_t。

檢定介質為車用汽油 (β=12×10^-4℃^-1) , 標準金屬量器材質為不銹鋼 (β_s=50×10^-6℃^-1) 。

(1) 測量結果的重復性引入的相對標準不確定度

選取一臺常規的螺旋轉子流量計 (0.2級) , 在油庫固定發油流量點進行檢定, 結果如表1所示。

測量結果的重復性引入的相對標準不確定度為

(2) 分辨力引入的相對標準不確定度

該被檢流量計分辨力為0.1L, 由其引入的相對標準不確定度為

u_{r (1-1)} 和u_{r (1-2)} 兩者不能重復考慮, 取較大者。因此:

由數學模型 (1) V=V_s×[1+β_s (t_s-20) ], 可得:

(1) 標準金屬量器引入的相對標準不確定度分量u_r (V_s)

(2) 標準金屬量器體膨脹系數引入的相對標準不確定度分量u_r (β_s)

依據檢定經驗, 考慮到氣候條件的影響, 檢定時油庫發油溫度控制在 (20±10) ℃范圍內。取極限溫度值t_s=30℃。

相對靈敏系數為

(3) 標準金屬量器內油溫引入的相對標準不確定度分量u_r (t_s)

依據數字溫度計的校準證書, 溫度測量值的擴展不確定度U=0.2℃, k=2。取溫度極限值t_s=30℃。因此

相對靈敏系數為

(4) 由數學模型 (1) 得到的相對標準不確定度u_r (V)

由數學模型 (2) K_t=1+β (t_m-t_s) , 可得:

(1) 液體膨脹系數引入的相對標準不確定度分量u_r (β)

車用汽油的體膨脹系數β=12×10^-4℃^-1, 查資料, 其不確定度為U=1.2×10^-4℃^-1, 符合均勻分布。因此

依據JJG667-2010規定:一次檢定過程中, 檢定介質的溫度變化不應超過±0.5℃, 取t_m-t_s=0.5℃, 則相對靈敏系數為

(2) 標準金屬量器內液體溫度引入的相對標準不確定度分量u_r (t_s)

依據數字溫度計的校準證書, 溫度測量值的擴展不確定度U=0.2℃, k=2。

依據檢定經驗, 考慮氣候條件影響, 檢定時油庫發油溫度控制在 (20±10) ℃范圍內。取極限溫度值t_s=30℃。因此

相對靈敏系數為

(3) 被檢定流量計處液體溫度引入的相對標準不確定度分量u_r (t_m)

依據數字溫度計的校準證書, 溫度測量值的擴展不確定度U=0.2℃, k=2。

依據檢定經驗, 考慮氣候條件影響, 檢定時油庫發油溫度控制在 (20±10) ℃范圍內。取極限溫度值t_m=30℃, 因此

相對靈敏系數為

(4) 由數學模型 (2) 得到的相對標準不確定度u_r (K_t)

由數學模型 (4) Q_s=V×K_t, 可得:

相對標準不確定度u_r (Q_s) 為

各項相對標準不確定度分量彼此獨立, 依據不確定度傳播率, 求得合成標準不確定度為

取k=2, 則流量計累積流量相對誤差的擴展不確定度為U=u_c×k=0.06%

被檢流量計工況下固定發油流量點的累積流量相對誤差為0.07%, 其擴展不確定度為U=0.06%, k=2。

為簡化評定過程, 本文在計算靈敏系數時, 未根據實測溫度計算, 而是直接取極限溫度值。在實際計算過程中, 可根據具體情況評定上述分量, 以獲得更準確的測量結果不確定度。