电磁流量计示值误差校准不确定度评定方法
发布时间：2022-08-11 23:08:34来源：www.hseauto.cn来源：..
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摘要：为了保障电磁流量计在应用过程中的稳定性，针对电磁流量计示值误差校准不确定度评定方法展开研究。构建不确定度评价数学模型计算电磁流量计的相对示值误差，运用不确定性评价法计算一次试验的标准偏差，评定了电磁流量计示值误差的相对扩散不确定度，最终确定评估的数据。从流量计的不确定度评价中可以看出，校准设备的不确定度在流量计的测量中起着举足轻重的作用，能更好的保证流量仪表在生产过程中的准确度，从而为使用者提供更好的安全保障。
关键词：电磁流量计;示值误差;误差校准;校准评定;不确定评定;评定方法;
0引言
电磁流量计是一种在电子技术上发展起来的产物。电磁流量计校验应采用由国家计量单位检验合格的流量校准设备进行实流校准[1]。它的校准误差是在一个相对特殊的校准设备上进行的，因此，要解决的问题是测量仪器的标准偏差有无不确定性[2]。目前，许多电磁流量计制造商都会在其选择数据中标注自己制造的仪器精确度，也就是最大的允许偏差或准确度级别[3]。如果把仪表换到其它位置，则会产生很大的误差。为了保证电磁流量计在应用过程中的稳定性，本文对流量计示值误差不确定度的计算方法展开了研究。
1构建不确定度评价数学模型
本次测量依据《水表及其试验装置国家计量检定规程》JJG162-1985的计量标准进行。测量环境条件为0-40℃的环境温度，水温为0-20℃。选择的测试产品为IFM4080K型DN30mm电磁流量计，仪表校验设备累计误差范围为±0.20%。
本次测量采用标准金属量具进行标定，在标定过程中，将受检仪与标准金属量具之间的管道内填满介质，然后将标准金属量具浸湿，并将其放空至预定的剩余等待时间。将电磁流量计置于水位检定仪上，调整流量调节阀，用公称式流量加水，将工作量仪倒入100 L水中，读取电磁流量计的读数，并将其与工作量仪上的实测水量进行比较。
采用检定规程所提供的示值误差表达式作为不确定度评价的数学模型，以循环水中为介质，采用静态质量方法进行测量，将电磁流量计的累计流量与标准设备的体积（换算成流量计状态下的累计流量）进行比较，从而得到电磁流量计的相对示值误差。
2评定数据分析
2.1误差不确定度
测量电磁流量计的不确定度是由输入和标准设备的输出引起的。分析表明，不能重复输入量的主要不确定性来源包括输入量的非重复引起的相对不确定性;由于标准设备的输出误差而产生的相关不确定性。
2.2相对不确定度
本文运用不确定性评价法，在检验点100%处测量出3个误差，并应用贝塞尔公式（1），计算出一次试验的标准偏差：
式子中，Eij为第 j次检定被测流量计的相对示值误差，以%表示。Ej为检测点 j次检测时流量计所显示的累计流量。以1 mT为例对重复性进行分别不同的10次独立重复测定评价，测量值分别为：1.003、1.006、1.010、1.010、1.012、1.015、1.015、1.017、1.011、1.010。
采用最大试验标准偏差为相对不确定度，以降低风险。通过国家计量检测中心对其进行校准，得出的具体的标定试验数据，以便更真实地反映设备的使用情况，并结合实际对其进行校核。结合上述标准不确定度和液体流量标准装置的不确定度，采用可信概率作为基准测量标准，以提高可靠性。
3示值误差不确度评定
通过对所得到的数据进行分析，得出了所得到的数据误差，并将其作为对所得到的数据进行了分析。
（1）水表检定装置的不确定度
所用的水表校验设备（包括系数 k=1）的扩充不确定度应该比电磁流量计的错误极限的1/10，也就是0～1%。
（2）温度范围对量器影响
本规程中规定，在温度为0～40℃时，不作任何修改。
（3）测量器体膨胀系数的不确定性
用膨胀系数的变化界限±28·9×10-6/℃的均匀分布表示不确定度：
（4）水体膨胀系数的不确定度
在0～40℃时，水介质的体积膨胀系数极限为±0.5×10-4。
（5）一次检定过程温度变化
规范中要求此温度的变动在4.5℃时不能校正，而实际的温度变动较小。
（6）金属测量杆的线性膨胀系数不确定性
用a变化界限 ±9·81×10-6/℃的均匀分布表示不确定度：
（7）被检测的电磁流量计的重复率标准偏差
在常温下，温度范围对测试仪的作用和工作测试仪的实际值都与室内温度相关，在3米每小时流量点对被测电磁流量计进行了5次反复测试，其结果的误差平均值为δ=1·45%，被检测的電磁流量计的重复率标准偏差为：
式子中，为在i段上的输入量，n为测量次数，在实际测量中对δ仅进行测量，结果的标准不确定度为。采用自适应系数 k=1、基于扩展不确定度的方法，计算了电磁流量计的示值误差的相对扩散不确定度。
4结束语
本文对电磁流量计示值误差校准不确定度进行了评估，并为其不确定度的评定提供了参考依据。校正装置的不确定度越高，则越能较好地反映仪器的测量误差，因此在进行流量计校准和正常生产中，改善校准设备的不确定性能够为使用者提供更好的安全保障。
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