摘 要：本文闡述了質量流量計相對誤差測量結果不確定度評定的過程中所用方法和步驟。

關鍵字：質量流量計 靜態質量法水流量標準裝置 不確定度評定

    1 概述

    1.1　測量依據：JJG897-1995《質量流量計檢定規程》。

    1.2　環境條件：溫度（15～35）℃，濕度（45～75）%RH。

    1.3　測量標準：靜態質量法水流量標準裝置，測量范圍：（0.3～1800）t/h，U=0.05%（k=2）。

    1.4　測量標準對象：0.1級質量流量計，相對最大允許誤差為±0.1%。

    1.5　測量過程和工作原理

    靜態質量法水流量標準裝置主要由流量標準器、試驗管道、液體源、循環系統、換向設備、控制設備、數據采集處理系統、儲液池和連通管路組成。流量裝置主標準器為衡器，試驗管路為符合流量計安裝要求的管路及夾表器等附件組成。質量流量計的工作原理是按要求將被檢質量流量計安裝到試驗管路中，啟動液體循環系統，使液體流經被檢質量流量計和流量標準器。在液體通過換向器進入流量標準器的同時，開始記錄質量流量計示值和測量時間，液體停止流動時，記錄停止流量計和計時器信號。比較流量標準器和流量計的輸出值，從而確定被檢流量計的計量特性。

    2 數學模型

    2.1 質量法裝置累積質量流量

    Q_m=mC_f

    式中：Q_m—累積質量流量，kg；m—測量時間內稱量容器內的液體質量示值；C_f—浮力修正系數。

    

    式中：ρ_a—空氣密度；ρ—檢定時水的密度。

    2.2 質量法裝置瞬時質量流量

    

    式中：q_m—瞬時質量流量，kg/s；t—測量時間，s。

    2.3　數學模型

    用靜態質量法流量標準裝置檢定質量流量計時，質量流量計在各流量點的誤差為：

    

    式中：q_m—質量流量計的累積指示值，kg/s。

    3 輸入量的標準不確定度評定

    3.1 A類不確定度

    以DN50，精度等級為0.1級的科式力質量流量計為例，在以高精度電子秤作為標準器的靜態質量法流量標準裝置上進行檢定，在同一流量點上連續測量10次，得到Q_max流量點處的測量誤差列為：0.10%、0.01%、0.02%、0.02%、0.05%、0.10%、0.10%、0.06%、0.09%、0.07%。

    得到測量平均值為=0.06%

    單次測量的實驗標準差

    

    實際測量次數為m=3，

    

    3.2 B類不確定度

    （1）流量標準裝置的不確定度：檢定質量流量計用高精度電子秤作為標準器的靜態質量法水流量標準裝置的不確定度為0.05%，k=2。

    （2）衡器的不確定度：雖然電子秤具有最小稱量值，但是流量裝置上使用的電子秤一般在2/3滿量程以上使用。由國家計量院證書可以知道：對于分度值為1/15000的電子秤KC300（型號），合成標準不確定度為u_r（m）=0.006%，靈敏系數為c_r（m）=1。

    （3）換向器的不確定度：在靜態質量法水流量標準裝置中，換向器換入/換出行程的差，換向閥、開關閥的啟停效應均影響質量測量的不確定度，所以應考慮它們的不確定度。由國家計量院證書可以知道：換向器時間差引起相對標準不確定度為：u_r（H）=0.008%，靈敏系數為c_r（H）=1。

    （4）計時器的不確定度：計算流量時需引入計時器的不確定度。由國家計量院證書可以知道：u_r（t）=0.0015%。

    （5）水密度的不確定度：我院的標準密度計允許誤差為0.03%，估讀誤差0.05%，則ur（ρ）=靈敏系數為c_r（ρ）=-1

    3.4　合成不確定度的計算

    合成不確定度為：u_c=0.048%

    相對擴展不確定度為：

    U=ku_c=0.10%，k=2（DN50，精度等級為0.1級的科式力質量流量計在Q_max流量點處）。

    合成不確定度一覽表如表1所示：