摘要:在渦輪流量計計量檢定規程基礎上,根據測量不確定度原理,從發動機試驗燃油流量測量系統的數學模型出發,詳細分析了所有不確定度分量,并結合渦輪流量計傳統校準方法和誤差分析方法,給出發動機試驗燃油流量測量不確定度的評佑方法。

1、校準方法：
   發動機試驗臺架采取的方法通常是選用管道口徑與發動機供油管道口徑相匹配的渦輪流量傳感器，加裝在發動機燃油進口管道平直段進行測量。通過實驗室校準建立起輸入流量與渦輪流量計輸出信號、采集系統輸出信號以及儀表常數之間的對應關系，***終通過采集系統測量值得到待測流量值。    因此，發動機試驗燃油流量參數校準與標定分為兩個方面。首先將渦輪流量計送到具有資質的計量站校準實驗室進行校準，通過給流量傳感器輸人標準流量(L/min，得出輸人流量與渦輪流量傳感器輸出信號、儀表常數之間的對應關系。然后將渦輪流量計裝回發動機燃油管路中，并通過給采集系統流量采集通道輸人對應的頻率信號，***終得出采集系統測量值與標準輸入流量的對應關系。

1. 1、渦輪流量計的檢定：
   渦輪流量計檢定是根據《JJG 1037一2008》計量檢定規程進行的。按照其中的規定，檢定項目包括外觀及隨機文件、示值誤差、重復性。按照JJG1037一2008渦輪流量計檢定規程的要求，流量計的檢定包含以下流量點:qm; . q ,0. 40qma二和q maz;對于準確度等級由于0. 5%的流量計，增加0. 2Jqma:和0. 70qma:兩個流量點。表1給出了經常用于發動機試驗某 CL型流量計的檢定結果。
檢定環境條件及技術參數:
①檢驗介質:某型航空煤油;
②檢驗時密度:0.7910酬cm3cm;
③檢驗時介質溫度:7. 295℃;
④流量計線性度:11. 168429%

表1 某CL型流量計檢定結果

1.2、燃油流量測量通道校準：
   試驗裝置包括隨機信號發生器、F/V頻壓轉換儀、VXI數據采集系統和計算機。其校準試驗結構如圖1所示。

圖1燃油流量測量通道標定試驗示意圖
    校準是采用正弦信號發生器產生的頻率信號，來模擬渦輪流量計的頻率輸出。根據渦輪流量計檢定證書選擇5個加載點，頻率信號經頻壓轉換器轉換為1– 5 V電壓信號進人數采系統的電壓采集模塊，采集系統分別采集每個給定頻率下頻率/電壓轉換器所輸出的電壓值，按***小二乘法擬合得到一遍正、反行程內各校準點的測量電壓平均值與燃油流量之間的轉換系數。按上述轉換系數分別計算正、反行程內各校準點上采集系統測量電壓所對應的燃油流量測量值。

2、傳統誤差分析方法：
2. 1、誤差的來源：
   誤差的來源主要包括以下幾個方面:  
 ①渦輪流量計的非線性引起的系統誤差;  
 ②數據采集通道的系統誤差;
 ③環境溫度變化引起系統增益和零漂變化帶來的附加系統誤差;  
 ④數據采集通道的隨機誤差;  
 ⑤渦輪流量計的重復性引起的隨機誤差。

  值誤差;凡(max) 為 流 量 計 在 q:到 q ~流量 范圍各流 量檢定點得 到的 長 中的*** 大值,單位為m ,)一’或 L一’;K:(m i。)為流 量計在 。`到 。m。:流 量范 圍各流 量檢定點得 到 的 K`中的 *** 小 值,單位為 ( m,)一’或

    以表1給出的流量計為例，根據上述誤差計算方法計算得出某車臺燃油流量測量誤差極限。計算結果見表2。

表2燃油流里相對誤差極限
    從表2可以看出，影響燃油流量測量精度的***大誤差項是渦輪流量計的非線性帶來的誤差。下面就如何減小渦輪流量計的非線性進行討論。3不確定度評定方法3. 1流量計檢定流量點的選擇    如前所述，按照JJG1037一2008渦輪流量計檢定規程的要求，流量計的檢定包含規足流量點40q~和'Z max。因此合理地選取流量計的標定上、下限4m;"9m8二顯得尤為重要，既要滿足試驗實示使用范圍，又要兼顧流量計的自身特性。

    以上文提到的某CL-4流量計為例，從表1中可以看出，流量計按照JJG1037一2008檢定規程的要求選擇了6個校準點。其檢定時所用流量計標定上限是按照CL-4的出廠標稱值，即qm} = 5 L/min，按照流量計檢定線性度誤差計算方法得出，該流量計的線性度約為11.2%。顯然該誤差遠遠低于試驗參數測試要求的精度。進一步分析其原因，不難發現，根據CL}流量計的出廠指標，標明其***大量程比約為1: 10，即qmin”0.  10qmax。因此，必須根據流量計用于試驗時的實際準確測量范圍進行校準。    表3對比了剔除表1中的qmin  -" 07q~前后的不同流量計線性度。剔除0. 07q~檢定點后，將0. 15qm作為***小流量，得到流量計線性度明顯優于剔點前，而且測量范圍亦滿足發動機試驗時性能測試范圍的要求。

3、結束語：
   本文從渦輪流量計傳統校準方法和誤差分析模型出發，詳細分析了所有誤差分量，以及影響測量結果的因素，提出了流量計校準應注意的要素和誤差分析方法，給出發動機試驗燃油流量不確定度評估方法。該方法在實際工作中得到應用，也可以用于評定發動機試驗中同類測量參數的不確定度。