摘要:将計(jì)量學理論與計(jì)量實踐相結合(he),歸結出了保證(zheng)💘計♻️量器具使用(yong)精度,用于指導(dǎo)計量過程中計(jì)💋量學基本原則(zé)。将該基本原則(ze)與流量計量的(de)特點相結合,論(lùn)證了流量計🈲量(liàng)中的等精度傳(chuán)遞理論。在此基(jī)礎上針對渦輪(lun)流量計 現行檢(jiǎn)定方法及檢定(dìng)精度的評定方(fang)法,提出了渦🔆輪(lun)流量計🥰使🧡用過(guo)程中保證和提(tí)高其精度的常(cháng)用方法,對廣🛀大(da)渦輪流🈲量計用(yong)戶具有普遍指(zhǐ)導意義。
0引言
　　大(dà)量計量實踐證(zheng)明,對于一台經(jīng)過了計量檢定(dìng)(或校準)性能良(liáng)好的計量器具(ju),如對其使用不(bú)當,也得不到人(rén)們期望的使用(yòng)精度。那麽對于(yu)一台已檢定合(hé)格，已知檢定精(jing)度和儀表常數(shù)的渦輪流量計(jì)，該如何保證其(qi)使用精度等于(yú)或者優于其檢(jiǎn)定精度呢?本文(wén)力圖通過對一(yī)個計量過程的(de)解析，尋求保證(zhèng)使用精度等同(tong)于檢定精度的(de)一般途徑-計量(liang)學基本原則。将(jiāng)該原則與流量(liang)計量的特點和(hé)誤差理論相聯(lián)系，論證了用于(yu)提高其使用精(jing)度的等精度傳(chuán)遞理論，提出了(le)渦輪流量計使(shǐ)用過程中保證(zheng)和提高其使用(yong)精度的條件和(he)常用方法。
1計量(liang)學基本原則
1.1計(ji)量器具在不同(tong)形态下的兩種(zhǒng)計量精度
　　計量(liang)是保證單位統(tǒng)一和量值準确(que)可靠的測量活(huo)動。一個完整的(de)計量過程應包(bao)括兩個必備環(huán)節:1)計量器具出(chu)廠後的計量檢(jiǎn)定;2)用檢定合格(gé)的計量器具對(dui)被測量進行的(de)測量。将上述兩(liang)個環節與誤差(cha)相聯系後便可(ke)得到計量器具(ju)在不同形态下(xia)兩種概念不同(tong)的計量精度:1)計(ji)量器具在檢定(ding)條件下确認的(de)精度(檢定精度(du));2)計量器具在實(shi)際使用條件下(xia)的精度(使用精(jīng)度)。無疑通常情(qing)況下,計量器具(ju)的使用精度低(dī)于檢定精度,那(na).麽在什麽技術(shu)條件下,才能保(bao)證使用精度等(deng)于其檢定精度(du)呢?要對此做出(chu)判斷,就需要建(jiàn)立起一定原則(ze),這些原則就叫(jiào)做計量學基本(ben)原則。
1.2計量學基(ji)本原則
　　如何保(bao)證計量器具的(de)使用精度,是計(jì)量工作者的共(gòng)同課👌題✔️。長期以(yi)來在計量技術(shu)的不同領域人(ren)們一直在進行(hang)着這項研究。并(bing)在計量領域的(de)不同專業，産生(sheng)了多項成果。例(lì)如:幾何量計量(liang)中的阿貝原則(zé)、最小變㊙️形原則(zé)、最短測量鏈原(yuán)則和封閉原則(ze),減♈少測量過程(chéng)中恒定系統誤(wù)差的異号測量(liang)法微差測量法(fa),力學⭕與電學計(ji)量中的替代測(cè)量法、交換測量(liang)法、對稱🍓測量法(fa)以及應用更爲(wei)廣闊的組合測(ce)量法等。其實質(zhì)都是計量學基(jī)本原則的特定(dìng)内容。通🤩過對上(shang)述内容進行歸(guī)💃🏻納,可抽象出用(yong)于指導計量📐過(guò)程的基本原則(ze):
1)被測量與被測(cè)量的标準二者(zhě)的特性(是指幾(jǐ)何特性🈲與物理(lǐ)特性)應在計量(liang)過程中盡量保(bǎo)持相同;
2)計量器(qì)具的檢定過程(cheng)與使用過程應(yīng)盡可能保持相(xiàng)同。
　　遵循第1)原則(ze)可使任何被測(cè)量的标準和被(bei)測受環😘境㊙️影響(xiǎng)盡可能相一緻(zhì)，從而減小二者(zhe)之間差異帶來(lái)的附加誤差。第(dì)2)原則主♈要用來(lái)減小由于二個(gè)比較過程不一(yī)緻帶來的附加(jiā)誤🔞差。在計量過(guò)程中滿足上述(shù)原則就可以最(zuì)大限度👣地使計(ji)量🔞器具的使用(yong)精度接近其檢(jian)定精度。
1.3等精度(dù)傳遞理論
1.3.1計量(liang)學基本原則在(zài)流量計量中的(de)特定原則
　　由于(yú)流量計量的對(dui)象是各種流體(tǐ),因此流體的流(liú)🈲動📐特性和介質(zhi)特性是流量計(jì)量的固有特性(xing)。由計量學基本(ben)原則🥰結合流量(liàng)計量的特點，便(bian)可得出流量計(ji)量🤟過程的計量(liang)學基本原則(特(tè)定原則):
1)流量計(jì)的檢定與使用(yong)時流體的流動(dòng)特性應盡可能(neng)相同;.
2)流量計的(de)檢定與使用時(shi)流體的介質特(te)性(指流體的📞密(mì)度、粘度✏️等)應盡(jin)可能-緻;
3)流量計(jì)的檢定與使用(yòng)時,操作過程及(jí)環境影響應盡(jìn)😍可能保持🌈相同(tóng);
4)流量計的檢定(ding)與使用的流量(liàng)範圍或流量點(dian)應盡可能保💃持(chi)一-緻。
　　因爲流體(ti)的流動特性和(he)介質特性不僅(jǐn)影響流量計基(ji)本方程中各個(ge)特性參數以及(ji)流量方程的整(zhěng)體成🈚立條件,而(ér)且流量計的工(gōng)作特性也與之(zhī)密切相關。因此(cǐ)第1)、2)原則屬流量(liàng)計量的特别原(yuán)則,而第3)、4)原則是(shì)計量學基本原(yuan)則的内容。
1.3.2等精(jīng)度傳遞理論
　　等(deng)精度傳遞理論(lun)的意義是指,隻(zhī)要遵循計量學(xue)基本🏃‍♀️原則在流(liú)👨‍❤️‍👨量計量中的特(te)定原則去指導(dao)流量計量過程(cheng),那麽流量基👨‍❤️‍👨準(zhun)或标準所複現(xian)的流量單位量(liàng)值将等精度傳(chuán)遞給工作流🐉量(liàng)計，而大大減少(shao)量值傳遞中精(jīng)度損失。下面舉(jǔ)例論證:
在JJG1037-2008《渦輪(lún)流量計》檢定規(gui)程中規定,其檢(jiǎn)定精度由下🐇式(shi)确定🤟:

　　式中:Δ1爲流(liú)量标準裝置的(de)精度;Δ2爲流量計(ji)的重複性☁️(檢定(ding)點中儀表系數(shu)相對誤差的最(zui)大值);Δ2;爲流量計(ji)儀表常數💯的非(fei)線性誤差。
　　如滿(mǎn)足計量學基本(běn)原則在流量計(jì)量中的特定原(yuan)🏃則之要求📧,并把(ba)流量計的檢定(ding)流量點作爲使(shi)用時✂️的流量點(dian)，則在滿足上述(shu)條件下,式(1)中的(de)△3;便可忽略,則流(liu)量精度爲🔱:

　　當△2<<△時(shi)，則δ≈Δ1,即當被檢流(liú)量計的重複性(xing)(随機誤差)遠小(xiǎo)于流量标準裝(zhuang)置的精度時,被(bei)檢流量計的精(jing)度便近似等于(yú)流量标準裝置(zhì)的精度。我們知(zhi)道在流量計量(liang)器具中，容積式(shì)流量計(例如橢(tuǒ)圓🥰齒輪流量計(jì)、活塞式流量計(jì)、腰輪流量計等(deng))和渦輪流量計(jì)在定點使用時(shí)，其重複性是非(fēi)常好的,一般🆚可(kě)達到0.05%,甚至更高(gāo)。另外由誤差理(lǐ)論中随機誤差(chà)的特性我們還(hai)知道,當測量次(cì)數無限大時,其(qi)随機誤差将趨(qū)于零。因此依據(ju)流量計和✏️随機(ji)誤差特性,完全(quan)可達到如上假(jia)設條件,所以等(deng)精度傳遞理論(lùn)在實際中是可(kě)以實現的。
　　綜上(shàng)所述,可得出如(rú)下結論:用計量(liàng)學基本原.則與(yǔ)流量計量的特(tè)點相結合便可(kě)得到指導流量(liàng)計量的特定原(yuán)則。用該特🌈定原(yuan)則指導流量計(jì)量過程，便可實(shi)現流量量值的(de)等✌️精度傳遞,從(cóng)而大大減小流(liú)量量值傳遞中(zhong)的精度損失,提(ti)🆚高流量計的使(shi)用精度。
2計量學(xué)基本原則在渦(wō)輪流量計使用(yong)過程中的應用(yong)
2.1渦輪流量計現(xian)行檢定方法及(ji)檢定精度評定(ding)方法🏃🏻‍♂️
　　渦輪流量(liang)計(以液體普通(tong)型爲例)的檢定(ding)方法,按所🔴采用(yòng)的⛷️标準器的不(bú)同可分爲标準(zhǔn)容積法、标準稱(cheng)重法、标準體積(ji)管法💜和标準流(liu)量計法。按被檢(jian)流量計的狀态(tài)又可分爲離線(xian)檢定和在線檢(jian)定。但無論哪--種(zhǒng)檢定😄方法,其實(shi)質就是在具有(yǒu)精度要求的流(liu)🎯量标準裝置上(shàng)确定出被檢流(liu)量計在規定的(de)流量範圍内各(gè)個檢✌️定流量點(dian)下的儀表系數(shu)。檢定流量點包(bao)括上下限不少(shao)于5個，每個檢定(dìng)點不少于3次。依(yi)據上述檢定數(shu)據，其檢定精度(du)評定方法‼️如下(xia):1)計量每個流量(liang)點下3次檢定對(dui)應的儀表系數(shù)及其平均💛值;2)由(you)各個檢定點下(xià)的儀🔅表系數平(píng)均值得到适用(yòng)于全量程的儀(yí)表常數及該常(cháng)數的非線性誤(wu)差△3;3)依據每🏒個檢(jian)定流量點下3次(cì)檢定得到的儀(yí)表系數的分散(sàn)性評定出其重(zhong)複性△2;4)按式(1)計算(suàn)被檢渦輪流量(liang)計的檢定精度(dù)。
由上述檢定方(fāng)法及檢定精度(du)的評定方法可(ke)看出:
1)流量計的(de)儀表系數由流(liu)量标準裝置直(zhí)接傳遞得到,因(yin)此儀表⭐系數的(de)精度取決于流(liu)量标準裝置的(de)精度及3次重複(fú)📧測量的分散性(xing)(随機誤差大小(xiǎo));
2)所得的儀表常(cháng)數實際上是指(zhǐ)在全量程範圍(wei).的通用儀表系(xì)數,其實質是對(duì)流量計誤差特(te)性曲線的簡單(dan)👨‍❤️‍👨化處🐅理。
2.2保證和(he)提高渦輪流量(liang)計使用精度的(de)常用方法
　　針對(duì)渦輪流量計的(de)檢定方法及檢(jian)定精度的評定(ding)方法,運✉️用計量(liang)學基本原則在(zài)流量計量的特(te)定原則,便㊙️可以(yi)歸納出對📱于經(jing)過了計量檢定(dìng),已确定了儀表(biǎo)常❓數和檢定精(jing)度的渦輪流量(liang)計,保證和提高(gao)其使用精度的(de)常用👈方法:
1)隻要(yao)滿足計量學基(jī)本原則在流量(liang)計計量中特定(dìng)原💞則的♉要求,即(ji)流量計的使用(yòng)條件與檢定條(tiao)件相一緻(包括(kuò)流體的流動特(te)性、介質特性、流(liu)量範圍及操作(zuo)過程),并且📱在流(liu)量計的檢定範(fàn)圍内使用其儀(yi)❤️表常數,便🚶會使(shǐ)其使用精度等(deng)于檢定精度。
2)若(ruò)流量計的使用(yòng)條件滿足上述(shu)相同性原則，并(bìng)且流量計在❤️檢(jian)定流量範圍内(nei)能夠定點使用(yong)時(使用其檢定(dìng)流量下儀表系(xi)數的平均值),則(ze)流量計的使用(yòng)精度将會大大(dà)優于其檢定精(jīng)度。
3)若流量計在(zài)檢定流量範圍(wei)内實際使用時(shi)，無法滿🔞足🛀定☀️點(diǎn)使用條件,則可(kě)依據檢定中得(de)到的各個檢定(ding)流量點下的儀(yi)表系數平均值(zhí)與使用流量Q的(de)對💃🏻應關系。借助(zhu)最💋小二乘法原(yuán)理對儀表常數(shu)進行線🔴性化處(chù)理,用直線拟合(he)得到的⚽K'=aQ+b來取代(dài)儀🧑🏾‍🤝‍🧑🏼表常數K,也會(hui)在--定程度上提(tí)高使用精度。
2.3應(yīng)用舉例
　　在精度(dù)爲0.1級靜态容積(jī)法水流量标準(zhun)裝置上對一台(tái)LW-15渦輪流✏️量計進(jin)行了計量檢定(ding),檢定數據如表(biao)1所示。

檢定精度(dù):δ=[(0.12+0.112+0.452)1/2]%=0.47%
　　在已知流量計(ji)儀表常數和檢(jiǎn)定精度條件下(xia),運用計量🙇🏻學基(ji)本原則在流量(liang)計量中的特定(dìng)原則指導流量(liang)計的使用過程(cheng)便會産生如下(xià)結果:
1)若流量計(jì)的使用條件滿(man)足特定原則的(de)要求，使用給🤩定(dìng)的儀表常數K0=560.5時(shi)流量計的使用(yong)精度等同于其(qí)檢定精度(0.47%),反之(zhi)💋使用🈚精度低于(yu)檢定精度。
2)在滿(man)足特定原則條(tiao)件下,若流量計(ji)能夠定點使用(yong)(使用該點下的(de)儀表系數平均(jun)值來替代儀表(biao)常數),則儀✔️表常(chang)數的非線性誤(wù)差便可忽略。流(liu)量計的使用精(jīng)度爲δ=[(0.12+0.112)1/2]%=0.15%。
　　若使用條(tiao)件滿足特定原(yuán)則之要求,但流(liú)量範圍無法變(biàn)動時🔴,根據實際(ji)流量采用特性(xing)方程K'=2.1769Q+556.06替代儀表(biǎo)常數K0=560.5可得到K'的(de)非線性誤差△3=0.12%,則(ze)流量計的使用(yong)精度爲δ=[(0.12+0.112+0.122)1/2]%=0.20%。
3結論
1)渦(wō)輪流量計的檢(jiǎn)定精度是在檢(jian)定條件下确定(ding)的，隻有📱使用條(tiao)件滿足計量學(xué)基本原則在流(liú)量計量中特定(dìng)原則之要求時(shí)使用儀表常數(shu)才能保證使☁️用(yòng)精度等于檢定(dìng)精度📧;
2)提高使用(yòng)精度的技術條(tiao)件是在滿足計(ji)量學相同🌈性原(yuan)則基礎上流量(liàng)計的定點使用(yong)和對儀表常數(shù)㊙️的線性化處理(li)🈲;
3)上述方法對精(jīng)密渦輪流量計(jì)和 氣體渦輪流(liu)量計 具有同樣(yàng)效果。

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