電磁(ci)流量計(ji) 是一種(zhong)基于電(dian)磁感應(ying)定律,根(gen)據導電(dian)流體通(tong)過外加(jia)🔆磁場時(shi)産生的(de)電動勢(shi)來測量(liang)導電流(liu)體流量(liang)的一種(zhong)新型流(liu)量測量(liang)🈲儀表。測(ce)量時不(bu)受流體(ti)密度、粘(zhan)度、電導(dao)率變化(hua)的影響(xiang),感應電(dian)壓信号(hao)與管道(dao)内的平(ping)均流速(su)呈線性(xing)相關,測(ce)量精度(du)高。正是(shi)🏃由于這(zhe)種穩定(ding)的計量(liang)特性,電(dian)磁流🏃量(liang)計被廣(guang)泛應用(yong)于制冷(leng)領域各(ge)種焓差(cha)實驗室(shi)、熱泵實(shi)驗室及(ji)水冷實(shi)驗室,用(yong)作流量(liang)監測的(de)🚩儀表。重(zhong)點闡述(shu)了㊙️電磁(ci)流量計(ji)在溴🤩化(hua)锂制冷(leng)機流量(liang)測試中(zhong)的應用(yong)及運行(hang)效果;文(wen)獻[7]提出(chu)利🤟用電(dian)磁流量(liang)計等高(gao)🐕精度設(she)備,采用(yong)焓差💋法(fa)設計遠(yuan)程監控(kong)移動式(shi)制冷設(she)備性能(neng)檢測儀(yi)，解🌈決使(shi)用現場(chang)對制冷(leng)空調🚩機(ji)組性能(neng)校驗困(kun)難的問(wen)題;則利(li)用電磁(ci)流量計(ji)等設備(bei)設計出(chu)一種以(yi)STM32F401RE爲控制(zhi)核心的(de)能耗監(jian)測系統(tong)用以評(ping)估水源(yuan)⭐熱泵系(xi)統的節(jie)能狀況(kuang)。
　　然而,流(liu)量作爲(wei)制冷空(kong)調系統(tong)冷熱量(liang)計量的(de)重要測(ce)🌍定參數(shu),其檢測(ce)相比于(yu)溫度、壓(ya)力等參(can)數要複(fu)雜得多(duo)。其主要(yao)原因在(zai)于流量(liang)計在工(gong)作時，溫(wen)度、壓力(li)、流速分(fen)布、空管(guan)幹擾、流(liu)體電導(dao)♍率、流體(ti)相态以(yi)及磁場(chang)邊緣效(xiao)☂️應等諸(zhu)多因素(su)均會💃對(dui)測量結(jie)♌果産生(sheng)偏差。因(yin)此，測量(liang)結果是(shi)否準确(que)可靠,可(ke)信程度(du)如何,是(shi)實驗室(shi)每位🔱試(shi)驗人員(yuan)都關心(xin)的問題(ti)。測量不(bu)确定🌈度(du)是說明(ming)測量結(jie)果的不(bu)可确定(ding)程⛱️度和(he)可信程(cheng)度的參(can)數'。目前(qian)大多電(dian)🐅磁流量(liang)計在計(ji)量特性(xing)方面也(ye)僅标明(ming)儀表的(de)最大允(yun)⭐許誤差(cha)或其準(zhun)确度等(deng)級,而未(wei)對流量(liang)計測量(liang)結果的(de)不确定(ding)度作出(chu)相應的(de)說明，而(er)流量測(ce)量結果(guo)的表述(shu)必須在(zai)表明被(bei)測量值(zhi)的同時(shi)賦予該(gai)值相關(guan)的測量(liang)不确定(ding)度,才是(shi)完整并(bing)且有意(yi)⛱️義的。
　　鑒(jian)于流量(liang)監測在(zai)空調制(zhi)冷系統(tong)中的重(zhong)要性，以(yi)JJG1033-2007《電磁流(liu)量🏃🏻計檢(jian)定規程(cheng)》和JJF1059-2012《測量(liang)不确定(ding)度評定(ding)與表示(shi)》作爲技(ji)術支撐(cheng)🥰[16],對電磁(ci)流💰量計(ji)用水流(liu)量标準(zhun)裝置進(jin)行校準(zhun),建立數(shu)學模型(xing),詳細闡(chan)述電磁(ci)流量計(ji)示值誤(wu)差的不(bu)确定度(du)評定方(fang)法,具體(ti)分析各(ge)個分量(liang)引人的(de)标準不(bu)确定度(du),并揭示(shi)各分量(liang)在合成(cheng)标準不(bu)确定度(du)中😄所👉占(zhan)的比重(zhong)。評定🌈結(jie)果可供(gong)參考或(huo)符合測(ce)量條件(jian)的予以(yi)直接應(ying)用。
1概述(shu)
1.1測量依(yi)據.
　　依據(ju)JJG1033-2007《電磁流(liu)量計檢(jian)定規程(cheng)》。
1.2測量标(biao)準
　　測量(liang)标準及(ji)主要配(pei)套設備(bei)爲經相(xiang)應法定(ding)計量檢(jian)定機構(gou)檢定💃🏻的(de)DN(65~100)mm水流量(liang)标準裝(zhuang)置，不确(que)定度爲(wei)Urel=0.11%(k=2)。
1.3測量過(guo)程與方(fang)法.
　　在環(huan)境溫度(du)20℃,相對濕(shi)度65%,外界(jie)磁場、機(ji)械振動(dong)和噪聲(sheng)✊對流量(liang)計的🐉影(ying)響忽略(lue)不計的(de)條件下(xia)對DN80,最大(da)流量qmax爲(wei)100m3/h,精度等(deng)級爲0.5級(ji)的🈲電磁(ci)流量計(ji)進行測(ce)量。計算(suan)電🈲磁流(liu)量計測(ce)量結果(guo)的👌相對(dui)示🌈值誤(wu)差，并評(ping)定測量(liang)🐅結果的(de)不确定(ding)度。
2數學(xue)模型
2.1單(dan)次測量(liang)時的相(xiang)對示值(zhi)誤差
　　電(dian)磁流量(liang)計各流(liu)量點單(dan)次測量(liang)時的相(xiang)對示值(zhi)誤差💚(即(ji)第㊙️i個㊙️檢(jian)定點第(di)j次檢定(ding)的相對(dui)示值誤(wu)差Eij,簡記(ji)爲E)爲:
 
　　式(shi)(1)中:E爲單(dan)次測量(liang)時被檢(jian)流量計(ji)的相對(dui)示值誤(wu)差(%);Q爲單(dan)😍次測量(liang)時被檢(jian)流量計(ji)顯示的(de)流量值(zhi)(m3);Qs爲單次(ci)測量時(shi)标準器(qi)換算到(dao)流量計(ji)處狀态(tai)的累積(ji)流量值(zhi)(m3)。
2.2單次測(ce)量時标(biao)準器換(huan)算到流(liu)量計處(chu)狀态的(de)累積流(liu)量值♈Q。
 
　　式(shi)(2)、式(3)中:V,爲(wei)單次測(ce)量時标(biao)準器測(ce)得的液(ye).體實際(ji)體積✨(m3);β爲(wei)🧡測量用(yong)👈液體在(zai)測量狀(zhuang)态下的(de)體積膨(peng)脹系數(shu)(℃-1);0,0m分别爲(wei)單次測(ce)量時标(biao)準器和(he)流量計(ji)處的液(ye)體溫度(du)(℃);K爲測量(liang)用液體(ti)在測量(liang)狀态下(xia)的壓🔴縮(suo)系數(Pa-1);p。,pm分(fen)别爲單(dan)次測量(liang)時标準(zhun)器和流(liu)量計處(chu)的液體(ti)壓力(Pa)。
2.3靈(ling)敏系數(shu)與不确(que)定傳播(bo)律
　　當被(bei)測量的(de)測量模(mo)型爲線(xian)性函數(shu)y=ƒ(x1，X2,...Xn),在Xi=xi時,靈(ling)敏系數(shu)ci通常🏃🏻‍♂️是(shi)對測量(liang)函數ƒ在(zai)Xi=xi處取--階(jie)偏導數(shu)得到，即(ji):
 
　　靈敏系(xi)數是一(yi)個有單(dan)位和符(fu)号的量(liang)值，它表(biao)明了被(bei)💰測量估(gu)計值的(de)不确定(ding)度uc(y)受輸(shu)人量xi的(de)不确定(ding)度u(xi)影響(xiang)的敏感(gan)程度。當(dang)全部🐅輸(shu)人量是(shi)彼此獨(du)立或互(hu)🙇‍♀️不相關(guan)時,被測(ce)量的估(gu)計值y的(de)合成标(biao)準不确(que)定度uc(y)爲(wei):
 
式(5)中:分(fen)量ui(y)=ciu(xi)。
3示值(zhi)誤差測(ce)量結果(guo)的不确(que)定度分(fen)析
3.1數學(xue)模型與(yu)靈敏系(xi)數
數學(xue)模型見(jian)式(1)
靈敏(min)系數
 
3.2輸(shu)人量的(de)标準不(bu)确定度(du)分析
　　由(you)數學模(mo)型可知(zhi)，測量結(jie)果相對(dui)示值誤(wu)差E的标(biao)準不确(que)定♌度🚶‍♀️的(de)🈲主要來(lai)源于:
1)被(bei)檢流量(liang)計顯示(shi)的累積(ji)流量值(zhi)Q引人的(de)标準不(bu)确定度(du)分量;
2)标(biao)準器換(huan)算到流(liu)量計處(chu)狀态的(de)累積流(liu)量值Q.引(yin)入的标(biao)準不确(que)定度分(fen)量。
3.3合成(cheng)标準不(bu)确定度(du)分析
　　由(you)于Q≈Q。,則示(shi)值誤差(cha)的合成(cheng)标準不(bu)确定度(du)爲:
 
　　該次(ci)試驗被(bei)檢對象(xiang)爲0.5級最(zui)大流量(liang)qmax爲100m3/h的電(dian)磁流量(liang)計,其測(ce)量數據(ju)如表1所(suo)示下面(mian)以測量(liang)點10%qmmax=10m3/h爲例(li),分别分(fen)析😘相對(dui)标準🔞不(bu)确定度(du)urel(Q)和tUrel(Qs)。
 
3.4相對(dui)标準不(bu)确定度(du)urel(Q)的分析(xi)
　　單次測(ce)量時被(bei)檢流量(liang)計顯示(shi)的累積(ji)流量值(zhi)Q引人的(de)标準不(bu)确定度(du)分量urel(Q)主(zhu)要來源(yuan)于被檢(jian)電磁流(liu)量計的(de)測量重(zhong)複性,用(yong)A類方法(fa)評定。根(gen)據JJG1033-2007《電磁(ci)流量計(ji)檢定規(gui)程》流量(liang)計的重(zhong)複性規(gui)定:當每(mei)個流量(liang)點重複(fu)檢定n次(ci)時,使用(yong)相對示(shi)值誤差(cha)的流量(liang)🌈計的重(zhong)複🆚性爲(wei):
 
　　式(9)中:(Er)i爲(wei)被檢流(liu)量計第(di)i檢定點(dian)的重複(fu)性;Ei爲被(bei)檢流量(liang)計第㊙️i檢(jian)定點的(de)相對示(shi)值誤差(cha)
 
　　所以該(gai)電磁流(liu)量計在(zai)10m3/h處的重(zhong)複性按(an)式(9)計算(suan)得(Er)1爲0.025%,由(you)于在🧡此(ci)🛀🏻測量點(dian)下實際(ji)重複測(ce)量了3次(ci),所以由(you)被檢電(dian)磁流量(liang)計🌈的測(ce)♉量重複(fu)性引入(ru)的标準(zhun)不确定(ding)度分量(liang)🛀爲:
 
3.5相對(dui)标準不(bu)确定度(du)Urel;(Qs)的分析(xi)
3.5.1數學模(mo)型與靈(ling)敏系數(shu)
 
3.5.2輸人量(liang)的标準(zhun)不确定(ding)度分析(xi)
　　标準器(qi)換算到(dao)流量計(ji)處狀态(tai)的累積(ji)流量值(zhi)Qs引人的(de)标準不(bu)🌈确定度(du)分量主(zhu)要來源(yuan)于:
1)水流(liu)量标準(zhun)裝置引(yin)人的标(biao)準不确(que)定度分(fen)量u1(Qs)
　　标準(zhun)裝置由(you)上一級(ji)法定計(ji)量技術(shu)機構檢(jian)定，查閱(yue)證書可(ke)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻知❓,水流(liu)量标準(zhun)裝置的(de)相對不(bu)确定度(du)爲Urel=0.11%(k=2),則:urel(Vs)=0.055%,Vs在(zai)10m3/h處的測(ce)♈得值♋約(yue)爲122.363m3(取10m3/h處(chu)标準容(rong)積的平(ping)均值)，則(ze):
 
2)檢測用(yong)介質的(de)體積膨(peng)脹系數(shu)β引人的(de)标準不(bu)确定度(du)分量u2(Qs)
　　檢(jian)測介質(zhi)爲循環(huan)水，測量(liang)時測得(de)标準器(qi)和流量(liang)計處的(de)🔴水🌍溫♌分(fen)别爲20℃和(he)20.5℃。查閱相(xiang)關資料(liao)得知水(shui)在20℃時β=2.08×10-4℃-1且(qie)變化量(liang)爲±8×10-6°C-1。假設(she)爲均勻(yun)分布,則(ze):
 
3)标準器(qi)和流量(liang)計處的(de)液體溫(wen)度θs,θm引人(ren)的标準(zhun)不确定(ding)度分量(liang)u3(Qs)、u4(Qs)
　　水溫測(ce)量所用(yong)的鉑熱(re)電阻其(qi)誤差限(xian)均爲±0.1℃,假(jia)設滿足(zu)均勻分(fen)布,則:
 
4.6合(he)成标準(zhun)不确定(ding)度
　　爲了(le)便于分(fen)析,将以(yi)上各輸(shu)人量的(de)标準不(bu)确定度(du)分量列(lie)表彙總(zong),如表2所(suo)示。當全(quan)部輸入(ru)量彼此(ci)獨立或(huo)互不相(xiang)關時,被(bei)測🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量的(de)相對示(shi)值誤差(cha)E的合成(cheng)标準不(bu)确😄定度(du)爲:
 
　　所以(yi)該電磁(ci)流量計(ji)在校準(zhun)點10m3/h處示(shi)值誤差(cha)的不确(que)定🌂度爲(wei):
Ure=k·uc=0.12%6(k=2)
4測量結(jie)果及不(bu)确定度(du)報告
　　根(gen)據表2中(zhong)的數據(ju),由不确(que)定度傳(chuan)播率公(gong)式U2c=Σu2i,分析(xi)各标🤞準(zhun)不确定(ding)度分量(liang)方差u2i對(dui)合成标(biao)準方差(cha)U2c的影響(xiang)程度,得(de)到☎️測量(liang)重複😄性(xing)、标.準裝(zhuang)置及溫(wen)度、壓力(li)和膨脹(zhang)系數🌍等(deng)其他因(yin)素引人(ren)的分量(liang)在最☔終(zhong)評定結(jie)果中的(de)占比分(fen)别爲6.1%、93.8%、0.1%。同(tong)理,根據(ju)校準原(yuan)始記錄(lu)對其餘(yu)✨各流量(liang)校準點(dian)引人的(de)不确定(ding)度urel(Q)和urel(Qs)進(jin)✍️.行分析(xi),得到㊙️電(dian)磁流量(liang)計的測(ce)量結果(guo)如表3所(suo)示。
 
5結束(shu)語
　　測量(liang)不确定(ding)度是一(yi)個定量(liang)說明給(gei)出測量(liang)結果的(de)🔱不可确(que)定程度(du)和可信(xin)程度的(de)參數,表(biao)征了測(ce)量結果(guo)的🚶‍♀️分散(san)區間。通(tong)過❄️對電(dian)磁流量(liang)計測量(liang)結果不(bu).确🔴定度(du)的評定(ding)并結合(he)圖1、表2和(he)表3的數(shu)據分析(xi),可以得(de)出下列(lie)結論:
1)随(sui)着校準(zhun)流量點(dian)的不同(tong),各輸人(ren)量标準(zhun)不确定(ding)度分✊量(liang)是💋一個(ge)關于Qs的(de)線性函(han)數,但相(xiang)對不确(que)定度基(ji)本保持(chi)一緻。這(zhe)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼也就是(shi)爲什麽(me)在流量(liang)計量中(zhong)常用相(xiang)對不确(que)定度❗表(biao)示的🌈原(yuan)因所在(zai)。
2)被測量(liang)示值誤(wu)差的合(he)成标準(zhun)不确定(ding)度爲0.06%,而(er)測量重(zhong)複🤩性🧑🏽‍🤝‍🧑🏻和(he)标👉準裝(zhuang)置引人(ren)的标準(zhun)不确定(ding)度分量(liang)分别爲(wei)0.014%和0.055%。由不(bu)确✊定度(du)傳播率(lü)可知，測(ce)量重複(fu)性和标(biao)準裝置(zhi)是測量(liang)結果不(bu)确定度(du)引人的(de)主要分(fen)量,兩者(zhe)在最終(zhong)的不确(que)定度評(ping)定中🔴占(zhan)比可達(da)到99.9%;而溫(wen)度、壓力(li)、膨脹系(xi)數等其(qi)他因素(su)對最終(zhong)評定結(jie)果的影(ying)♉響僅爲(wei)0.1%。跟前者(zhe)相比，兩(liang)者相差(cha)不止一(yi)個數量(liang)級,前者(zhe)在最終(zhong)🌈的評定(ding)💛結果中(zhong)占着更(geng)爲較大(da)的比重(zhong)。因此在(zai)實際應(ying)用中可(ke)以忽略(lue)其對測(ce)量結果(guo)的影響(xiang)☎️。
3)水流量(liang)标準裝(zhuang)置作爲(wei)計量标(biao)準,其不(bu)确定度(du)的高低(di)能直接(jie)反💚映流(liu)量計的(de)測量誤(wu)差,進一(yi)步驗證(zheng)了計量(liang)标準在(zai)量值傳(chuan)遞與量(liang)值溯源(yuan)中起到(dao)的重要(yao)作用。同(tong)⛷️時，爲保(bao)證流量(liang)計在空(kong)調系統(tong)中傳遞(di)量值🤞的(de)準确統(tong)一,應當(dang)做好流(liu)量儀表(biao)的質量(liang)控制,按(an)周㊙️期計(ji)劃定期(qi)檢定或(huo)校準。
4)相(xiang)比于單(dan)純的用(yong)測量誤(wu)差來表(biao)述測量(liang)結果,測(ce)量不确(que)定度實(shi)用性更(geng)強,表述(shu)更加科(ke)學合理(li),更能客(ke)觀地評(ping)價測量(liang)♌結果的(de)質量和(he)反映測(ce)量.過程(cheng)中各🈲因(yin)素對測(ce)量結果(guo)的影響(xiang)。加強測(ce)量不确(que)定度理(li)論的應(ying)用,在質(zhi)量控制(zhi)具有重(zhong)要意義(yi)。

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