气体浮子流量计示值误差的测量不确定度评定

依据JJG257-2007《浮子流量计检定规程》，笔者研制了一套气体流量计检定装置。该检定装置主要由空气压缩机、湿式流量计、稳压装置、信号采集装置和计算机组成。该装置由湿式流量计作为主标准器，空气压缩机提供气源，经三级稳压装置进行稳压，气源经被检流量计接入主标准器，在被检流量计入口设有压力和温度传感器，通过流量调节使被检流量计达到要检定的刻度值，湿式流量计气体体积通过数字化处理，在计算机上直接读取检测值。

该装置的准确度等级达到0.5级，测量范围为（0.01～12）m³/h，能够对1.0级及以下，口径为（4～20）mm的气体浮子流量计进行检定，该装置简单实用，操作方便。

将被检流量计连接到主标准器前，用检定装置流量调节阀调节被检流量，开始进行检定，检定过程中记录被检流量计进口压力、进口温度，以及湿式流量计进口压力、进口温度和检定数据。

一、测量模型

式中：E——示值误差；q_vs——流量计的刻度值；q_N——流量计在刻度状态下的实际流量；q_max——流量计的上限刻度流量。

由于流量计的上限刻度是固定值，因此引入测量不确定度是两个输入量q_vs和q_N。

二、各输入量引入的不确定度

1.输入量q_vs引入的标准不确定度

q_vs引入的不确定度主要由被检浮子流量计的测量重复性引入，属于A类不确定度评定。在最大流量点200L/min处测量10次，结果（单位：L/min）分别为200.437、201.892、200.014、201.242、202.987、202.345、201.452、201.467、202.134、203.242。

实验标准偏差：

取两次测得值的平均值作为测量结果，所以由测量重复性引入的A类标准不确定度为

2.输入量q_N引入的标准不确定度

输入量q_N引入的标准不确定度主要由流量标准装置、标准表压力、标准表温度、被检流量计进口压力、被检流量计进口温度等引入。由规程可得如下公式：

式中：qv——主标准器的流量；PN、Ps、Pm——刻度状态、气体装置内、流量计入口处的气体绝对压力；TN、Ts、Tm——刻度状态、气体装置内、流量计处的气体热力学温度。

P_N=101325Pa；T_N=293.15K

灵敏系数计算：

（1）由主标准器引入的标准不确定度u_B1

由主标准器湿式流量计的检定证书可知，其准确度等级为0.2级，按B类评定，设为均匀分布，则

（2）湿式流量计压力引入的标准不确定度u_B2

由检定证书可知，标准表压力传感器为0.5级，按B类评定，设为均匀分布，则

（3）湿式流量计温度引入的标准不确定度u_B3

由湿式流量计的温度传感器的证书可知，其示值满足最大允许误差±1.0℃（1.0K），按B类评定，设为均匀分布，则

（4）被检浮子流量计进口温度引入的标准不确定度u_B4

由测量被检浮子流量计进口温度的温度传感器的证书可知，其示值满足最大允许误差±1.0℃（1.0K），

按B类评定，设为均匀分布，则

（5）被检浮子流量计进口压力引入的标准不确定度u_B5

由标准表压力传感器检定证书可知，其准确度等级为0.2级，按B类评定，设为均匀分布，则

三、合成标准不确定度（见表1）

表1 合成标准不确定度

B类标准不确定度的合成：

示值误差的合成标准不确定度为

相对合成标准不确定度为_ucrel=0.94/200=0.47%

四、测量结果示值误差的相对扩展不确定度

相对扩展不确定度为U_crel=_kucrel=1.0%（k=2）