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液位计规范装配的计量机能评估

由来: 小说作家: 敲定时间:2019-04-23

 摘 要: 液位计规范装配用于液位计的量值通报,其计量机能间接决议了液位计的检定成果,进而影响液位计的利用。对成立的三套液位计规??范装配的计量机能停止评估,从引入其不肯定度的各个参量定量阐发其影响量,成立丈量模子并计较分解不肯定度,进而评估其计量机能。成果得出三套液位计规范装配的扩大不肯定度别离为: 差压式 Urel = 0. 05% 、静压式 U = 1. 5mm、反射式 U = 2. 0mm( k 均取 2) ,可以或许或许较好知足财产级液位计的量传须要。

 
弁言
       跟着财产主动化的成长,液位计的利用愈来愈普遍,但液位计规范装配的成长绝对滞后。新疆计量院成立了三套差别范例的液位计规范装配,以知足各类液位计的检定须要。[1]三套装配别离为: 差压式液位计规范装配、静压式液位计规范装配和反射式液位计规范装配。[2 - 4]为了解其计量机能,现别离对计量机能停止阐发和评估。 
 
1、差压式液位计规范装配
 
       差压式液位计规范装配首要由主规范器压力校验仪、打压装备压力泵、毗连管和支持台构成,检定介质为氛围。引入不肯定度的份量有: 主规范器的丈量偏差、丈量反复性两个参量。由此成立丈量模子为:E = Ea + Eb ( 1)
 
       式中: E—装配的丈量偏差,% ; Ea—主规范器引入的 测 量 误 差,% ; Eb—丈量反复性引入的偏差,% 。
 
       对份量求偏导,获得其活络系数别离为 ca、cb :活络系数计较公式
 
       按照上述丈量模子,成立传布率公式为:
成立传布率公式
 
1. 1 不肯定度份量评定
       主规范器的丈量偏差 Ea可以或许按照其溯源证书得出: 小量程( 0 ~ 200) kPa 主规范器的很是大丈量偏差为 0. 03kPa,示值偏差为: E1 = 0. 03kPa /200kPa = 0. 015%
 
       大批程( 0 ~ 4000) kPa 主规范器很是大丈量偏差0. 4kPa,示值偏差为: E2 = 0. 4kPa /4000kPa = 0. 01%
 
       取很是大的示值偏差,按照平均散布计较,以是其份量为: urel ( Ea ) = 0. 009%
 
       丈量反复性引入的偏差 Eb经由进程尝试数据计较得出。挑选一个机能不变的差压式液位计,其精确度品级为2. 5 级,丈量规模( 0 ~ 5000) mm,按照检定例程,挑选 6 个检定点,别离为很是大批 程 的 5% 、 20% 、40% 、60% 、80% 、100% ,均反复检定 10 次,获得其丈量偏差见表 1。
 
       对很是好个检定点的丈量偏差计较单次尝试规范偏差:
丈量偏差计较单次尝试规范偏差:差压式液位计的丈量偏差
 
       计较其余检定点的单次尝试规范偏差,成果顺次为:s2 = 0. 016% ; s3 = 0. 020% ; s4 = 0. 012% ; s5 = 0. 013% ; s6 = 0. 015%
取此中很是大值,以是其影响量为: urel ( Eb ) = 0. 020%
 
       按照以上份量汇总见表 2。
不肯定度份量统计表
 
1. 2 不肯定度计较
       按照式( 3) ,获得分解不肯定度:
20200423160032.jpg
       取扩大因子 k =2,则规范装配的扩大不肯定度为: Urel = k × urel ( E) = 0. 044% ≈0. 05% ( 6) 
 
2 静压式液位计规范装配
       静压式液位计规范装配首要由水箱、主规范器、工控体系等构成,检定介质为轮回水。其不肯定度来历有主规范器的丈量偏差、水的温度丈量偏差、丈量反复性三个份量。[5]由此成立丈量模子为:
             E = Ea + Eb + Ec ( 7)
式中: E—装配的丈量偏差,mm; Ea—主规范器的丈量偏差,mm; Eb—水的温度引入的丈量偏差, mm; Ec—丈量反复性引入的偏差,mm。
 
       对份量求偏导,获得其活络系数别离为 ca、cb、 cc,值均为 1,由此成立传布率公式为:
20200423160055.jpg
 
2. 1 不肯定度份量评定
       主规范器丈量偏差 Ea可以或许按照其校准成果得出: 规范器在装配丈量规模内很是大丈量偏差为:
 Ea = 1. 22mm
       按照平均散布计较,其影响量为: 
u( Ea ) = 0. 704mm
       接纳数字温度计丈量水的温度,其丈量偏差 Eb表现为数字温度计的丈量偏差。按照其校准证书,扩大不肯定为 U =0. 3℃,k =2,规范不肯定度为 u =0. 15℃。尝试用的水温为常温状况,约( 13 ~ 18) ℃,对应水的密度为( 0. 9994 ~ 0. 9986) g /ml,引发的水的密度变更为 0. 0008g /ml,对应引发的很是大高度变更为3000mm × 0. 0008 = 2. 4mm,即水的温度变更引发的很是大高度变更为 0. 48mm /℃。由此,可以或许得出由数字温度计丈量水的温度引发的偏差为: 
u( Eb ) = 0. 48mm /℃ × 0. 3℃ = 0. 144mm
 
       丈量反复性引入的偏差 Ec经由进程尝试数据计较得出。挑选一个机能不变的静压式液位计,很是大许可偏差 ± 5mm,丈量规模( 0 ~ 2000) mm。挑选检定点顺次为 5% 、20% 、40% 、60% 、80% 、100% 。各检定点均反复丈量 10 次,获得的示值偏差见表 3。
静压式液位计的丈量偏差
 
       很是好个检定点的单次尝试规范偏差:
单次尝试规范偏差
       其余检定点的单次尝试规范偏差顺次为: s2 = 0. 069mm; s3 = 0. 104mm; s4 = 0. 090mm; s5 = 0. 093mm; s6 = 0. 101mm
 
       取很是大值作为丈量成果,s = 0. 104mm。以是其影响量为: u( Ec) = 0. 104mm
 
       按照以上参量汇总见表 4。
不肯定度份量统计表
2. 2 不肯定度计较
       按照式( 9) ,获得分解不肯定度:
20200423160429.jpg
       取扩大因子 k =2,获得的规范装配扩大不肯定度: U = k × u( E) = 1. 45mm≈1. 5mm ( 11) 
 
3 反射式液位计规范装配
       反射式液位计规范装配首要由电动推车、主规范器、支持台、程度导轨、反射板和工控体系等构成。引入不肯定度的来历有: 主规范器丈量偏差、温度变更引入的偏差、被检液位计与主规范器的角度偏差引入的偏差、丈量反复性等。由此成立丈量模子: 
E = Ea + Eb + Ec + Ed ( 12)
       式中: E—装配的丈量偏差,mm; Ea—主规范器的丈量偏差,mm; Eb—温度变更引入的偏差,mm; Ec—被检液位计与主规范器角度偏差引入的丈量偏差,mm; Ed—丈量反复性引入的偏差,mm。
 
       对以上各份量求偏导,获得其活络系数别离为
       ca、cb、cc、cd,值均为 1。由此成立传布率公式为:
20200423160602.jpg
 
3. 1 不肯定度份量评定
       主规范器的丈量偏差 Ea可以或许按照其校准成果,主规范器很是大许可偏差 ± 1. 5mm,取 k = 2,以是其影响量为: 
u( Ea ) = 1. 5mm /2 = 0. 75mm
 
       温度变更引入的偏差 Eb首要表现在对激光的传布速率的影响。因为检测情况为室内,温度终年坚持在( 22 ~26) ℃,检定进程中温度变更不跨越 1℃,致使的丈量偏差为 Eb = ±0. 02mm( 温度变更 1℃引发激光测距偏差为 ±1mm/km,即 ±0. 02mm/20m) 。在丈量规模内平均散布获得其引入的影响量 u( Eb ) =0. 01mm。
 
       被检液位计与主规范器程度角度偏差引入的丈量偏差 Ec首要表现在坡度丈量仪的丈量偏差和丈量进程中装配震撼引发的角度偏差。坡度丈量仪的丈量影响量为 u = 0. 108°; 装配震撼引发的角度偏差由屡次尝试得出。按照屡次尝试获得,震撼引发的角度偏差为 0. 3°。二者正相干,由此获得很是大角度偏差为 0. 408°,在装配丈量规模内引入很是大丈量偏差为:
 
       Ec = ±︱20000mm -20000mm × cos( 0. 408°) ︱ = ± 0. 507mm
 
       在丈量规模内平均散布,由此获得其影响量为:
        u( Ec) = 0. 293mm
 
       丈量反复性引入的偏差 Ed经由进程尝试得出。选一台性 能 稳 定 的 反 射 式 液 位 计,很是 大 允 许 误 差± 5mm,丈量规模( 0 ~ 10000) mm。挑选检定点顺次为: 5% 、20% 、40% 、60% 、80% 、100% 。各反复丈量10 次,获得的示值偏差见表 5。
反射式液位计的丈量偏差
        第1 个检定点的单次尝试规范偏差:
20200423161753.jpg
       其余检定点的单次尝试规范偏差: s2 = 0. 185mm; s3 = 0. 156mm; s4 = 0. 193mm;
 
       s5 = 0. 110mm; s6 = 0. 123mm
       取很是大值作为丈量成果( 见表 6) ,s =0. 193mm,以是其影响为: u( Ed ) = 0. 193mm
不肯定度份量统计表
3. 2 不肯定度计较
       按照式( 14) ,获得分解不肯定度:
20200423161855.jpg
       取扩大因子 k = 2,获得装配扩大不肯定度: U = k × u( E) = 1. 66mm≈2. 0mm ( 16) 4 尝试论断
 
       经由进程对上述三套液位计规范装配的计量机能评估,别离获得扩大不肯定度为:
 
       差压式 Urel = 0. 05% ; 静压式 U = 1. 5mm; 反射式 U = 2. 0mm( k 均取 2) 。
 
       根据 JJG 971 划定的( 4 ~ 5) 倍量传干系,可以或许或许检定的液位计品级或很是大许可偏差别离为: 差压式液位计精确度品级 0. 2 级,静压式液位计很是大许可偏差 ± 6mm,反射式液位计很是大许可偏差 ± 8mm,[1]可以或许或许较好知足财产级液位计的量传须要。
 
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