電(dian)磁流量(liàng)計 是一(yī)種基于(yu)電磁感(gǎn)應定律(lǜ),根據導(dao)電流體(tǐ)通過外(wai)加磁🌐場(chǎng)時産生(shēng)的電動(dòng)勢來測(cè)量導電(diàn)流體流(liú)量的㊙️一(yi)種新型(xing)流量測(ce)量儀表(biǎo)♍。測量時(shí)不受流(liú)體密度(dù)、粘度、電(diàn)導率變(biàn)化🈲的影(ying)響,感應(yīng)電壓信(xìn)号💁與管(guan)道内的(de)🌍平均流(liú)速呈線(xiàn)性相關(guān),測量精(jīng)度高。正(zheng)是由于(yú)這種穩(wěn)定的計(ji)量特性(xìng),電磁流(liú)量計被(bèi)廣泛應(yīng)用于制(zhi)冷領域(yu)各種焓(han)差實驗(yàn)室、熱泵(beng)實驗室(shi)及水冷(leng)實驗室(shi)🥵,用作流(liu)量🐇監測(cè)的儀表(biǎo)。重點闡(chǎn)述了電(dian)磁流量(liàng)計在溴(xiù)🌈化锂制(zhì)冷機流(liú)量測試(shì)中的應(yīng)用及運(yun)行效果(guǒ);文🈲獻[7]提(ti)出利用(yong)電磁流(liu)量計等(děng)高精度(dù)設備,采(cai)用焓差(chà)✂️法設計(jì)遠程監(jian)控🔞移動(dòng)式制冷(lěng)設備性(xing)能檢測(cè)儀，解決(jué)使用現(xian)場對制(zhì)冷空調(diao)機組性(xing)能校驗(yàn)困難的(de)問🐇題;則(ze)利用電(diàn)磁流量(liang)計等設(shè)備設計(jì)出一種(zhong)以STM32F401RE爲控(kong)制核心(xīn)的能耗(hào)監測系(xi)統用以(yi)評估水(shui)⛹🏻‍♀️源熱泵(bèng)系統🤞的(de)節能狀(zhuang)況。
　　然而(er),流量作(zuò)爲制冷(leng)空調系(xi)統冷熱(rè)量計量(liàng)的重要(yao)測定參(cān)數,其檢(jian)測相比(bǐ)于溫度(dù)、壓力等(děng)參數要(yao)複雜得(de)多。其主(zhǔ)要原因(yīn)在于流(liú)量計在(zai)工作時(shi)，溫度、壓(yā)力、流速(su)分布、空(kong)管幹擾(rao)、流體電(diàn)導㊙️率、流(liu)體相态(tài)以及磁(ci)🍓場邊緣(yuan)效應等(děng)諸多因(yīn)素均會(huì)對測量(liang)結果産(chǎn)生偏☀️差(chà)。因此，測(ce)量結果(guo)是否準(zhun)确可靠(kào),可信🤞程(cheng)度如何(he),是實驗(yan)室每位(wèi)🌍試驗人(rén)員都關(guan)心的問(wen)題。測量(liang)不确定(ding)度是說(shuō)明測量(liang)結🈲果的(de)不🔞可确(que)定程度(dù)和可信(xin)程度的(de)參數'。目(mu)前大多(duo)電磁流(liu)量計在(zài)計量特(te)性方面(mian)也僅标(biāo)明儀表(biǎo)的最大(da)允許誤(wù)差或其(qí)準确度(du)等級,而(ér)未對流(liu)量計測(cè)量🤞結果(guǒ)的👌不确(que)定度作(zuo)出相應(yīng)的說明(ming)，而流量(liàng)測量結(jié)果的表(biǎo)☔述必須(xū)在表明(ming)被測量(liàng)值的同(tóng)時賦予(yǔ)該值相(xiàng)關的🔱測(ce)量🈚不🛀🏻确(que)定度,才(cái)是完整(zhěng)并且有(you)意😄義的(de)。
　　鑒于流(liu)量監測(ce)在空調(diào)制冷系(xì)統中的(de)重要性(xìng)，以JJG1033-2007《電磁(cí)流量計(ji)檢💜定規(guī)程》和JJF1059-2012《測(ce)量不确(que)定度評(ping)定與表(biǎo)示》作爲(wèi)技術✏️支(zhi)撐[16],對電(diàn)磁流量(liang)計用水(shuǐ)流量标(biāo)準裝置(zhi)進行校(xiao)準,建立(li)數學模(mó)⚽型,詳細(xì)闡述電(dian)❗磁流量(liang)計示值(zhi)誤差的(de)不确定(ding)度評定(ding)方法🚶‍♀️,具(ju)體分析(xī)各個分(fen)量🏃‍♀️引人(ren)的标準(zhǔn)不确定(ding)度,并揭(jie)示各分(fèn)量在合(he)成标準(zhǔn)不确定(ding)度中所(suǒ)占的比(bǐ)重。評定(ding)結果可(ke)供參考(kao)或符合(he)測量條(tiáo)件的予(yu)以直接(jiē)應用。
1概(gài)述
1.1測量(liang)依據.
　　依(yi)據JJG1033-2007《電磁(ci)流量計(ji)檢定規(guī)程》。
1.2測量(liàng)标準
　　測(cè)量标準(zhun)及主要(yao)配套設(shè)備爲經(jing)相應法(fǎ)定計量(liàng)檢定機(ji)構檢🌈定(ding)的DN(65~100)mm水流(liu)量标準(zhun)裝置，不(bú)确定度(du)爲Urel=0.11%(k=2)。
1.3測量(liàng)過程與(yǔ)方法.
　　在(zài)環境溫(wen)度20℃,相對(dui)濕度65%,外(wài)界磁場(chang)、機械振(zhèn)動和噪(zao)聲對流(liu)量計的(de)影響忽(hu)略不計(ji)的條件(jiàn)下對DN80,最(zuì)大流量(liàng)㊙️qmax爲100m3/h,精度(dù)等級爲(wei)0.5級的💯電(dian)磁流量(liàng)計進行(hang)測量。計(ji)算電磁(ci)流量計(jì)測量結(jie)果的相(xiàng)對示🛀🏻值(zhí)誤差，并(bìng)評定測(cè)量結果(guǒ)的不确(què)定度。
2數(shù)學模型(xing)
2.1單次測(ce)量時的(de)相對示(shi)值誤差(chà)
　　電磁流(liu)量計各(gè)流量點(diǎn)單次測(ce)量時的(de)相對示(shì)值誤差(chà)(即🌈第i個(gè)檢定點(dian)第j次檢(jian)定的相(xiang)對示值(zhi)誤差Eij,簡(jian)記爲E)爲(wei):
 
　　式(1)中:E爲(wèi)單次測(cè)量時被(bèi)檢流量(liang)計的相(xiàng)對示值(zhí)誤差(%);Q爲(wèi)單次👨‍❤️‍👨測(cè)量時被(bei)檢流量(liang)計顯示(shi)的流量(liàng)值(m3);Qs爲單(dān)次♋測量(liàng)時标準(zhǔn)器換算(suàn)到流量(liàng)計處狀(zhuang)态的累(lèi)積流量(liang)值(m3)。
2.2單次(ci)測量時(shi)标準器(qi)換算到(dào)流量計(ji)處狀态(tai)的累積(ji)流量值(zhí)Q。
 
　　式(2)、式(3)中(zhōng):V,爲單次(ci)測量時(shí)标準器(qi)測得的(de)液.體實(shí)際體積(jī)(m3);β爲測量(liang)用液體(tǐ)在測量(liàng)狀态下(xià)的體積(ji)膨脹系(xi)數(℃-1);0,0m分别(bie)爲單次(cì)測量時(shi)标準器(qi)和流量(liàng)計處的(de)液體溫(wēn)度(℃);K爲測(cè)量用液(yè)體在測(cè)量狀态(tài)下的壓(ya)縮系數(shù)(Pa-1);p。,pm分别⭐爲(wèi)單次測(cè)量時标(biao)準器和(he)流量計(ji)處的液(ye)體壓力(li)(Pa)。
2.3靈敏系(xi)數與不(bú)确定傳(chuán)播律
　　當(dāng)被測量(liàng)的測量(liang)模型爲(wèi)線性函(hán)數y=ƒ(x1，X2,...Xn),在Xi=xi時(shi),靈敏系(xi)數ci通🥰常(chang)是對👌測(cè)量函數(shu)ƒ在Xi=xi處取(qǔ)--階偏導(dǎo)數得到(dao)，即:
 
　　靈敏(mǐn)系數是(shi)一個有(you)單位和(he)符号的(de)量值，它(tā)表明了(le)被測量(liàng)估🌍計值(zhí)的不确(que)定度uc(y)受(shou)輸人量(liàng)xi的不确(que)定度u(xi)影(yǐng)響的敏(min)感程度(dù)。當全部(bù)輸人量(liàng)是彼此(ci)獨立或(huo)互不相(xiàng)關👣時,被(bèi)測量的(de)估計值(zhí)y的合成(cheng)标準不(bu)确定度(dù)uc(y)爲:
 
式(5)中(zhong):分量ui(y)=ciu(xi)。
3示(shi)值誤差(chà)測量結(jié)果的不(bú)确定度(du)分析
3.1數(shù)學模型(xíng)與靈敏(mǐn)系數
數(shu)學模型(xíng)見式(1)
靈(líng)敏系數(shu)
 
3.2輸人量(liàng)的标準(zhǔn)不确定(ding)度分析(xi)
　　由數學(xue)模型可(ke)知，測量(liàng)結果相(xiàng)對示值(zhi)誤差E的(de)标準不(bú)确🔞定度(dù)的主要(yào)來源于(yú):
1)被檢流(liu)量計顯(xiǎn)示的累(lei)積流量(liang)值Q引人(rén)的标準(zhun)不确定(ding)度分量(liang);
2)标準器(qì)換算到(dao)流量計(ji)處狀态(tai)的累積(ji)流量值(zhí)Q.引入的(de)标準❓不(bú)确定度(dù)分量。
3.3合(he)成标準(zhun)不确定(ding)度分析(xī)
　　由于Q≈Q。,則(ze)示值誤(wu)差的合(he)成标準(zhǔn)不确定(ding)度爲:
 
　　該(gai)次試驗(yàn)被檢對(duì)象爲0.5級(ji)最大流(liu)量qmax爲100m3/h的(de)電磁流(liu)量計,其(qí)🏃‍♀️測☀️量數(shu)據如表(biao)1所示下(xia)面以測(cè)量點10%qmmax=10m3/h爲(wèi)例,分别(bie)分析相(xiang)對✊标準(zhun)不确定(dìng)度urel(Q)和tUrel(Qs)。
 
3.4相(xiàng)對标準(zhun)不确定(ding)度urel(Q)的分(fèn)析
　　單次(ci)測量時(shi)被檢流(liu)量計顯(xiǎn)示的累(lei)積流量(liang)值Q引人(ren)的标準(zhǔn)不确定(dìng)度分量(liang)urel(Q)主要來(lái)源于被(bei)檢電磁(cí)流量計(jì)的❗測量(liàng)重複性(xìng),用A類方(fang)法評定(dìng)。根據JJG1033-2007《電(diàn)磁流量(liàng)計檢定(dìng)規程》流(liu)量計的(de)重複性(xing)規定:當(dāng)每👣個流(liú)量點重(zhong)複檢定(dìng)n次時,使(shi)用相對(dui)示值誤(wu)差的流(liú)量🔞計的(de)重複性(xìng)爲:
 
　　式(9)中(zhong):(Er)i爲被檢(jian)流量計(jì)第i檢定(dìng)點的重(zhòng)複性;Ei爲(wei)被檢流(liu)量計❤️第(di)🙇🏻i檢定點(dian)的相對(dui)示值誤(wu)差
 
　　所以(yǐ)該電磁(cí)流量計(ji)在10m3/h處的(de)重複性(xìng)按式(9)計(ji)算得(Er)1爲(wei)0.025%,由🙇‍♀️于在(zai)此測量(liàng)點下實(shí)際重複(fú)測量了(le)3次,所以(yi)由被檢(jian)電磁流(liú)量計🌈的(de)測量重(zhong)複性引(yǐn)入的标(biāo)準不确(que)定度分(fen)量爲:
 
3.5相(xiang)對标準(zhun)不确定(ding)度Urel;(Qs)的分(fèn)析
3.5.1數學(xue)模型與(yǔ)靈敏系(xi)數
 
3.5.2輸人(ren)量的标(biao)準不确(que)定度分(fen)析
　　标準(zhun)器換算(suàn)到流量(liang)計處狀(zhuàng)态的累(lei)積流量(liang)值Qs引人(rén)的✉️标準(zhǔn)不确定(ding)度分量(liàng)主要來(lai)源于:
1)水(shuǐ)流量标(biao)準裝置(zhì)引人的(de)标準不(bu)确定度(dù)分量u1(Qs)
　　标(biao)準裝置(zhì)由上一(yi)級法定(dìng)計量技(jì)術機構(gou)檢定，查(cha)閱證⭐書(shu)🔴可知,水(shui)流量标(biao)準裝置(zhì)的相對(duì)不确定(ding)度爲Urel=0.11%(k=2),則(zé):urel(Vs)=0.055%,Vs在10m3/h處的(de)測得值(zhí)約爲122.363m3(取(qǔ)10m3/h處标準(zhun)容積的(de)平均值(zhí))，則:
 
2)檢測(ce)用介質(zhi)的體積(jī)膨脹系(xì)數β引人(rén)的标準(zhun)不确定(dìng)🈲度🍉分量(liàng)🔆u2(Qs)
　　檢測介(jiè)質爲循(xún)環水，測(ce)量時測(ce)得标準(zhun)器和流(liu)量計處(chu)的水💜溫(wēn)分别爲(wèi)20℃和20.5℃。查閱(yuè)相關資(zī)料得知(zhī)水在20℃時(shí)β=2.08×10-4℃-1且✌️變化(huà)量爲±8×10-6°C-1。假(jia)設爲均(jun)🐇勻分布(bù),則:
 
3)标準(zhǔn)器和流(liú)量計處(chù)的液體(tǐ)溫度θs,θm引(yin)人的标(biao)準不确(què)定度分(fèn)量u3(Qs)、u4(Qs)
　　水溫(wēn)測量所(suo)用的鉑(bó)熱電阻(zu)其誤差(cha)限均爲(wei)±0.1℃,假設滿(mǎn)🈲足均🐇勻(yun)分👨‍❤️‍👨布,則(zé):
 
4.6合成标(biāo)準不确(què)定度
　　爲(wei)了便于(yú)分析,将(jiāng)以上各(gè)輸人量(liang)的标準(zhǔn)不确定(ding)度🔴分量(liàng)🎯列表彙(hui)總,如表(biao)2所示。當(dāng)全部輸(shū)入量彼(bi)此獨立(lì)或互不(bú)相✊關時(shi),被測量(liàng)的相對(duì)示值誤(wù)差E的合(hé)成标❗準(zhǔn)不确定(dìng)度爲:
 
　　所(suǒ)以該電(diàn)磁流量(liàng)計在校(xiao)準點10m3/h處(chu)示值誤(wù)差的不(bu)确定🚩度(dù)爲:
Ure=k·uc=0.12%6(k=2)
4測量(liang)結果及(jí)不确定(ding)度報告(gào)
　　根據表(biao)2中的數(shu)據,由不(bú)确定度(du)傳播率(lǜ)公式U2c=Σu2i,分(fen)析各标(biāo)準不🈲确(què)🌈定度分(fen)量方差(cha)u2i對合成(chéng)标準方(fang)差U2c的影(ying)響程度(du),得到測(cè)量重複(fú)性、标🌈.準(zhǔn)裝置及(ji)溫度、壓(yā)力和膨(péng)脹系數(shu)🔴等其他(tā)因素引(yin)人的分(fen)量在最(zuì)終評定(ding)結果中(zhōng)的占比(bi)分别爲(wèi)6.1%、93.8%、0.1%。同理,根(gen)據校準(zhǔn)原始記(jì)錄對其(qi)餘各流(liu)量校準(zhǔn)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼點引人(rén)的不确(què)定度urel(Q)和(he)urel(Qs)進.行分(fèn)析,得到(dao)電磁流(liu)量計的(de)測量結(jie)果如表(biao)3所示。
 
5結(jié)束語
　　測(ce)量不确(que)定度是(shì)一個定(dìng)量說明(ming)給出測(cè)量結果(guo)的不可(ke)确定程(cheng)度和可(kě)信程度(du)的參數(shu),表征了(le)測量結(jie)果的分(fèn)散🌈區間(jian)。通過㊙️對(duì)電磁流(liu)量計測(cè)量結果(guo)不.确定(dìng)度的評(ping)定并結(jie)合圖1、表(biao)2和表3的(de)數據分(fèn)析,可以(yǐ)得出下(xia)列結論(lùn):
1)随着校(xiào)準流量(liang)點的不(bu)同,各輸(shū)人量标(biao)準不确(què)定度分(fèn)量是一(yī)個關于(yú)Qs的線性(xing)函數,但(dan)相對不(bú)确定度(dù)基本保(bǎo)持一💯緻(zhi)。這🔅也就(jiù)🌈是爲什(shí)麽在流(liú)量計量(liang)中常用(yong)相對不(bu)确定度(dù)表示的(de)原因所(suo)在。
2)被測(ce)量示值(zhí)誤差的(de)合成标(biao)準不确(què)定度爲(wèi)0.06%,而測量(liàng)重複性(xing)和标準(zhǔn)裝置引(yin)人的标(biao)準不确(que)定度分(fèn)量分别(bie)爲0.014%和0.055%。由(yóu)不确定(dìng)度傳播(bō)率可知(zhi)，測量重(zhòng)複性和(hé)标準裝(zhuang)置是測(ce)量結果(guo)不确定(ding)度🔴引人(rén)的主要(yào)分量,兩(liang)🥰者在最(zuì)終的不(bú)确定🈲度(dù)評定中(zhōng)占比可(ke)達到99.9%;而(ér)溫度🌍、壓(ya)力、膨脹(zhang)系數等(deng)其他因(yin)素對最(zuì)終評🏃‍♀️定(ding)結果的(de)影響僅(jǐn)爲0.1%。跟前(qian)者相比(bi)，兩者相(xiàng)差不止(zhǐ)一個數(shu)量🈲級,前(qián)者在最(zuì)終的評(píng)定♻️結果(guǒ)中💰占着(zhe)更爲較(jiao)大的比(bi)重。因此(ci)在實際(jì)應用中(zhōng)可以忽(hu)略其對(dui)測量結(jie)果的影(yǐng)響。
3)水流(liu)量标準(zhǔn)裝置作(zuò)爲計量(liang)标準,其(qi)不确定(dìng)度的高(gāo)🥵低能直(zhi)接反映(yìng)流量計(jì)的測量(liàng)誤差,進(jìn)一步驗(yàn)證了計(ji)量标準(zhun)在量值(zhí)傳遞與(yǔ)量值溯(sù)源中起(qi)到的重(zhong)要☂️作用(yòng)。同🐕時，爲(wei)保證流(liú)量計在(zài)空調系(xi)統中傳(chuan)遞量值(zhí)的準确(què)統💃一,應(ying)當做好(hǎo)流量儀(yi)表的質(zhì)量控制(zhi),按周期(qi)計劃定(dìng)期♍檢定(ding)或校準(zhun)。
4)相比于(yú)單純的(de)用測量(liàng)誤差來(lái)表述測(cè)量結果(guǒ),測量不(bú)✨确定度(du)實用性(xìng)更強,表(biao)述更加(jiā)科學合(hé)理,更能(neng)客⭐觀地(dì)評價測(ce)量❗結果(guo)的質量(liang)和反映(yìng)測量.過(guo)程中各(ge)💚因素對(dui)測量結(jié)果的影(yǐng)🐉響。加強(qiang)🐪測量不(bú)确定度(dù)理論的(de)應用,在(zai)質量控(kòng)制具有(you)重要意(yì)義。

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