【摘(zhai)要】浮子(zǐ)流量計(ji) 是一種(zhong)常用的(de)可變截(jie)面式壓(yā)差流量(liàng)計量裝(zhuāng)置，結💋構(gòu)簡單、成(chéng)本低、工(gong)作可靠(kao)性高，可(kě)測量流(liu)量小和(hé)節流壓(yā)力損🚶‍♀️失(shī)小的特(te)點，因此(cǐ)，在石油(you)、煤炭、冶(ye)金、輕化(hua)工業、食(shi)品衛生(sheng)❓等工業(ye)領域中(zhong)廣泛應(yīng)用。本文(wen)介紹了(le)浮子流(liu)量計的(de)應用，以(yi)及示值(zhi)誤差的(de)測量不(bu)确定度(du)。測量不(bú)🌂确定度(du)是一種(zhǒng)對測量(liang)結果可(kě)信程度(du)🈲的表示(shì)方式，文(wen)章後半(ban)部分講(jiǎng)述了鍾(zhong)罩式氣(qi)體流量(liàng)标準裝(zhuang)置檢定(ding)浮子流(liu)㊙️量計時(shi)，其測得(de)值的示(shi)值🌏誤差(chà)不确定(ding)度評定(ding)方法。依(yī)據檢定(dìng)規程⭐氣(qi)體流量(liang)中，用容(róng)積法測(ce)量浮子(zi)流量計(ji)的實際(ji)流量，用(yong)其示♻️值(zhi)誤差的(de)換算公(gong)式建立(li)測量模(mo)型，分别(bie)計算相(xiang)關♈關系(xi)的輸入(rù)量的不(bú)确定✏️度(dù)分量，得(de)到合理(li)的評定(dìng)結果。
引(yin)言
　　浮子(zǐ)流量汁(zhī)（又稱轉(zhuǎn)子流量(liàng)計）是一(yi)種傳統(tǒng)的可變(bian)面💘積式(shì)流💔量測(cè)量裝置(zhì)，當流量(liàng)發生改(gǎi)變，浮子(zi)在垂🎯直(zhí)錐形管(guǎn)☔内上下(xia)移動時(shi)，錐管和(he)浮子之(zhī)間形成(chéng)的環行(hang)流📧通面(mian)積發生(sheng)改變，以(yǐ)此原理(lǐ)實現對(dui)流量測(cè)量的體(ti)積🈲式流(liú)量儀表(biao)。它具有(you)機械結(jié)構簡單(dan)、加工方(fang)便、工作(zuo)穩定、可(kě)靠性高(gāo)及壓力(li)損失小(xiǎo)等優點(dian)，尤🌈其可(kě)以測量(liang)低雷諾(nuò)數小流(liu)量介質(zhì)的特點(diǎn)，因此在(zài)液體、氣(qi)體的流(liú)量測量(liang)和自動(dòng)控制系(xi)統中被(bèi)廣泛應(yīng)用。
　　浮子(zǐ)流量計(jì)按其結(jie)構形式(shi)可以分(fen)爲兩大(da)類：玻璃(li)管🏃🏻‍♂️浮子(zi)流量計(jì)，金屬管(guǎn)浮子流(liú)量計。
　　玻(bo)璃管浮(fú)子流量(liang)計是實(shí)驗室和(he)工業上(shàng)最常用(yòng)的一種(zhǒng)流量🏃🏻‍♂️計(jì)。其特點(diǎn)在于結(jié)構簡單(dan)、直觀、壓(yā)力損失(shi)小、維修(xiu)方便。玻(bo)璃管浮(fu)子流量(liang)計适用(yong)于測量(liang)管道直(zhi)徑小于(yú)100mm的小流(liu)量，使用(yong)該流量(liàng)計必須(xū)安裝在(zai)垂直方(fāng)向的管(guǎn)道上，流(liu)體介質(zhì)自下而(ér)上通過(guò)。 玻璃管(guǎn)浮子流(liú)量計 的(de)主要測(cè)量元件(jian)是一根(gēn)垂直安(an)裝且上(shang)面大、下(xià)面😘小的(de)錐形玻(bō)❤️璃管，和(hé)一個在(zài)内部可(ke)以上下(xia)移動的(de)浮子。當(dāng)流✍️體自(zi)下而上(shàng)經過錐(zhuī)形玻璃(li)管時，浮(fu)子的上(shàng)下端之(zhī)間産生(shēng)壓差，浮(fú)子在此(ci)差壓🌂作(zuò)用下上(shàng)升。當浮(fu)子所受(shou)差壓力(lì)🥵、所受浮(fu)力及粘(zhān)性升力(lì)與浮子(zi)🌍的重力(lì)合力爲(wèi)零時，浮(fu)子處于(yú)平衡位(wèi)置。因此(ci)，流經💛玻(bo)璃管浮(fu)子流🐇量(liàng)計的流(liú)體流量(liàng)與浮子(zi)上升高(gāo)度，即與(yu)流量計(ji)的流通(tong)面積之(zhī)間存在(zai)着一定(ding)的比例(li)關系，浮(fu)子的位(wèi)置高度(du)所在的(de)刻度可(kě)作爲流(liú)量計示(shi)值。
　　金屬(shǔ)管浮子(zǐ)流量計(ji) 特點在(zai)于結構(gou)簡單、工(gōng)作可靠(kao)、精度高(gao)、适用範(fàn)圍廣。與(yu)玻璃管(guǎn)浮子流(liú)量計相(xiang)比較，能(neng)耐較高(gao)的壓力(lì)。該流量(liàng)計具有(yǒu)就地指(zhǐ)示、電遠(yuan)傳、限位(wèi)開關報(bao)警、耐腐(fu)蝕、夾套(tào)型、阻尼(ní)型和防(fang)爆型等(deng)多設計(ji)品種。廣(guǎng)泛應用(yong)于國防(fang)、化工、石(shi)油、冶金(jīn)、電力、環(huán)保、醫藥(yào)和輕工(gōng)等行業(yè)的液體(ti)、氣體流(liu)量的測(ce)量與自(zì)動控制(zhì)。金屬管(guǎn)浮子流(liu)量計主(zhu)♌要由三(sān)大基本(běn)🔴部分組(zu)成：測量(liàng)管體、錐(zhui)形浮子(zǐ)、指示器(qì)。浮子的(de)位移量(liang)與流量(liàng)的大小(xiǎo)成比例(lì)，通過磁(cí)耦合系(xì)統，以不(bú)接觸方(fāng)式，将浮(fú)子位移(yi)量傳給(gei)指示器(qi)指示出(chū)流量的(de)大小；也(yě)可裝配(pèi)😘不同🏃的(de)轉換器(qi)，将流量(liang)值轉換(huan)成标準(zhun)電遠傳(chuan)信号，實(shi)現遠距(jù)離顯示(shì)、記錄、積(ji)算和🤟控(kong)制等功(gong)能。
　　金屬(shu)管浮子(zi)流量計(jì)用于氣(qì)體測量(liang)時，制造(zào)商需要(yào)以🐕标🌈準(zhǔn)狀态🥵（20℃、101.325Pa）下(xia)的幹空(kong)氣作爲(wei)氣體标(biao)尺分度(dù)。如果金(jīn)屬管浮(fú)子流量(liang)計💛在特(te)殊壓力(li)下的校(xiao)準時，氣(qì)體在流(liú)量計的(de)出口直(zhi)接排放(fàng)到大氣(qi)，将👉會在(zai)浮子處(chù)産生較(jiao)大的壓(ya)力損失(shi)，引起數(shù)據缺乏(fá)真實。因(yīn)此在🧑🏾‍🤝‍🧑🏼這(zhè)樣的工(gōng)況條件(jian)下，應當(dang)在流量(liàng)計的出(chū)口安裝(zhuang)一個閥(fa)門，以便(biàn)⭐對🈲所需(xu)流量值(zhi)進行設(she)定；當浮(fú)子上方(fāng)維持标(biao)校壓力(lì)時，氣體(ti)将在閥(fa)門處膨(péng)脹。測量(liàng)時還應(yīng)保證管(guǎn)道壓力(li)不小于(yu)5倍儀表(biao)壓力損(sǔn)🐉失，以确(què)保浮子(zi)工作穩(wen)定，因此(ci)，一般測(cè)量氣體(tǐ)的儀表(biao)配有氣(qi)體阻尼(ni)器，以最(zui)大限度(dù)減🤞小浮(fu)子震蕩(dang)。
　　下面介(jiè)紹用鍾(zhōng)罩式氣(qì)體流量(liang)标準裝(zhuāng)置對浮(fú)子流量(liang)計開展(zhǎn)檢定時(shi)，從被檢(jiǎn)計量器(qì)具重複(fu)性、标準(zhun)器引入(ru)👉的不确(que)定度分(fen)量、氣體(ti)流量溫(wen)度及壓(ya)力補償(cháng)🏒方面的(de)考慮，對(dui)🤟被檢浮(fú)子流量(liang)計進行(háng)不确定(ding)度分析(xi)。
1概述
1.1檢(jian)定依據(ju)
　　JJG257-2007《浮子流(liú)量計檢(jiǎn)定規程(cheng)》
1.2環境條(tiao)件
　　檢定(dìng)溫度爲(wèi)（5~35）℃，相對濕(shi)度爲（45~75）%，大(dà)氣壓力(lì)爲（86~106）kPa。
1.3計量(liàng)标準
　　鍾(zhong)罩式氣(qi)體流量(liàng)标準裝(zhuāng)置（以下(xià)簡稱鍾(zhōng)罩），精度(dù)等級爲(wei)0.2級。
1.4被檢(jian)對象
　　氣(qì)體浮子(zǐ)流量計(jì)（以下簡(jiǎn)稱流量(liang)計），最大(da)流量爲(wei)25L/min,精度等(deng)級爲2.5級(ji)，刻度溫(wēn)度：20℃，刻度(dù)壓力：101.32kPa，介(jiè)質：空氣(qì)。
1.5檢定方(fāng)法
　　鍾罩(zhao)排出氣(qì)體流入(rù)流量計(jì)，測量排(pai)出鍾罩(zhào)的氣體(tǐ)體積和(he)同步累(lei)計時間(jian)，以及鍾(zhōng)罩内和(hé)流量處(chu)的氣✌️體(ti)壓力和(hé)溫度🥰，計(ji)算出流(liú)量計在(zai)刻度狀(zhuàng)态下的(de)實際流(liú)量。當檢(jiǎn)定用介(jie)質密度(dù)與💛刻度(dù)介質密(mì)度不同(tong)時，實際(jì)流量應(yīng)進行修(xiu)正。計算(suan)流量計(jì)的刻度(du)流量與(yǔ)流量計(ji)在刻度(dù)狀态下(xia)的實際(ji)流量之(zhi)差，即可(ke)得🐪到該(gai)浮子流(liú)量計的(de)示值誤(wù)差。
2數學(xué)模型

式(shì)中：δ——流量(liang)計的示(shì)值誤差(cha)(L/min)；qVS——流量計(ji)的刻度(du)流量(L/min)；pN、ps、pm——分(fen)别🏃爲刻(ke)度狀态(tai)、鍾罩内(nèi)和流量(liang)計前的(de)氣體絕(jue)對壓力(lì)；TN、Ts、Tm——分别爲(wèi)刻度狀(zhuàng)态、鍾罩(zhào)内和流(liú)量計前(qian)的氣體(tǐ)熱力學(xue)溫度💋。
PN=101325Pa；TN=293.15K。
3輸(shū)入量的(de)标準不(bu)确定度(du)評定
3.1輸(shū)入量qVS的(de)标準不(bú)确定度(du)u(qVS)評定
　　輸(shu)入量qVS的(de)不确定(dìng)度主要(yào)來源于(yú)流量計(jì)的測量(liàng)重複🥰性(xing)，可🔞通過(guo)連續測(ce)量得到(dào)測量列(lie)，采用A類(lei)方法進(jin)行評💔定(dìng)。對流量(liang)計在刻(kè)度6L/min流量(liàng)下連續(xù)測量6次(cì)，得到示(shì)值分别(bié)爲：5.924、5.906、5.884、5.873、5.821、5.905（L/min），按♉極(jí)差法計(ji)算單💃次(ci)測量☎️實(shí)驗标準(zhǔn)差

1. 輸入(ru)量V的标(biāo)準不确(què)定度u(V)的(de)評定

　　輸(shū)入量V的(de)不确定(ding)度主要(yào)來源于(yu)鍾罩式(shi)氣體流(liu)量标準(zhun)裝置的(de)👄不确定(dìng)度，采用(yong)B類方法(fǎ)進行評(ping)定。0.5級鍾(zhong)罩流量(liàng)測量不(bu)确定度(du)爲🌈Urel=0.5%，包含(han)因子k=2，當(dāng)标準容(róng)積爲50L時(shi)，則标🌏準(zhǔn)不确定(ding)度爲👌

3.3輸(shū)入量ps的(de)标準不(bú)确定度(dù)u(ps)的評定(dìng)
　　輸入量(liàng)ps的不确(què)定度是(shi)由傾斜(xie)式微壓(ya)計和空(kong)盒氣壓(yā)表的示(shì)值誤差(cha)引起的(de)不确定(dìng)度u(ps1)，由鍾(zhōng)罩的壓(ya)力波動(dòng)引起的(de)不🔱确定(ding)度u(ps2)，采用(yòng)B類方法(fa)進行評(píng)定。
　　1.0級傾(qing)斜式微(wei)壓計的(de)最大允(yun)許誤差(chà)爲±1.0%，當鍾(zhong)罩内壓(ya)力爲👣2000Pa時(shi)，最大示(shì)值誤差(chà)爲±20Pa，空盒(hé)氣壓表(biao)的最大(da)允許誤(wù)差爲±200Pa，估(gū)計兩者(zhe)均🈲服從(cong)均勻分(fen)布，所以(yi)傾斜式(shi)微🔴壓計(jì)和空盒(he)氣壓表(biǎo)的示值(zhí)誤差之(zhi)和應在(zài)±220Pa範圍内(nei)🌈服從三(sān)角分布(bù)，包含因(yin)子k=/6，則标(biāo)準不确(què)定度爲(wei)

3.4輸入量(liang)Ts的标準(zhǔn)不确定(ding)度u(Ts)的評(ping)定
　　輸入(ru)量Ts的不(bú)确定度(dù)是由溫(wēn)度計的(de)示值誤(wù)差引起(qǐ)的不确(què)定度u(Ts1)，檢(jian)定過程(chéng)中鍾罩(zhào)内的氣(qì)體溫度(dù)波動♻️引(yǐn)起的不(bu)确定度(du)u(Ts2)，采用B類(lei)方法進(jìn)行評定(ding)。
　　分度值(zhí)爲0.2℃的工(gong)作用玻(bō)璃液體(ti)溫度計(jì)的最大(dà)允許誤(wù)差爲±0.3℃，即(ji)爲±0.3K，估計(ji)服從均(jun)勻分布(bù)，包含因(yin)子k=/3，所以(yi)，标🌍準不(bú)确定度(dù)爲

　　鍾罩(zhao)溫度差(chà)控制不(bú)大于0.5℃，區(qu)間半寬(kuan)爲0.25K，估計(jì)服從均(jun1)勻分布(bu)🤞，包含因(yin)子k=/3，所以(yi)，标準不(bu)确定度(du)爲


3.5輸入(rù)量pm的标(biao)準不确(que)定度u(pm)的(de)評定
　　輸(shū)入量pm的(de)不确定(dìng)度是由(you)傾斜式(shi)微壓計(jì)、空盒氣(qi)壓表的(de)示值誤(wu)差和鍾(zhong)罩的壓(ya)力波動(dong)引起的(de)，該項評(píng)☂️定同3.3，所(suo)以🔴
u(pm)=u(ps)=91Pa,v(pm)=50
3.6輸入(ru)量Tm的标(biao)準不确(que)定度u(Tm)的(de)評定
　　輸(shū)入量Ts的(de)不确定(ding)度是由(you)溫度計(jì)的示值(zhi)誤差和(he)檢定過(guo)程溫度(dù)波動引(yǐn)起的，該(gai)項評定(dìng)同3.4，所以(yi)，
u(Tm)=0.2K,v(Tm)=61
3.7輸入量(liang)t的标準(zhǔn)不确定(dìng)度u(t)的評(píng)定
　　輸入(ru)量t的不(bu)确定度(dù)是由電(dian)子秒表(biǎo)的示值(zhi)誤差引(yǐn)起的，電(diàn)💃子秒表(biǎo)的最大(da)允許誤(wu)差爲±0.5s/d，估(gū)計服從(cóng)均勻💃分(fen)布，包含(hán)♉因子k=/3，則(ze)标準不(bú)确定度(dù)爲

c4=0.088L/(min·K)，c5=1.24×10-4L(min·Pa)，c6=-0.043L/(min·K)，c7=12.7L/(min·min)。
4.2标準(zhun)不确定(dìng)度一覽(lan)表
見表(biao)1。
4.3合成标(biao)準不确(que)定度的(de)計算
　　輸(shu)入量qVS、V、ps、Ts、pm、Tm、t彼(bǐ)此獨立(lì)，所以合(hé)成标準(zhun)不确定(ding)度可按(àn)下🛀式🔴計(jì)算得：

5擴(kuo)展不确(que)定度的(de)評定
取(qu)包含因(yīn)子
k=2，擴展(zhǎn)不确定(dìng)度爲
U=k×uc(δ)=2×0.06=0.12L/min
相(xiang)對擴展(zhǎn)不确定(ding)度爲

6測(cè)量不确(que)定度的(de)報告與(yu)表示
　　氣(qi)體浮子(zǐ)流量計(jì)在流量(liàng)計刻度(dù)爲6L/min，相對(duì)擴展不(bú)确定度(du)爲
Urel=0.5%　k=2
7結束(shù)語
　　以上(shàng)對被檢(jian)浮子流(liu)量計測(cè)量結果(guǒ)的不确(què)定度來(lai)源進行(háng)了較爲(wei)深入的(de)分析，可(kě)以作爲(wei)以後浮(fu)子流量(liang)計檢定(dìng)校準工(gong)作⭐的參(cān)考。

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