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江蘇華云儀表有限公司


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氣體雙渦輪流量計儀表系數(shù)測量值不確定度評定

閱讀：26發(fā)布時間：2026-8-6

摘 要: 氣體雙渦輪流量計儀表系數(shù)測量結(jié)果的不確定度的評定過程，列出了渦輪流量計的測量模型、不確定度的傳播率，并對檢定過程中儀表系數(shù)測量結(jié)果的拓展不確定度進行了詳細的評定，分析了各個因素的來源，便于我們在實際工作中分析影響測量不確定度的主要因素，從而提高我們校準(zhǔn)工作的準(zhǔn)確度和可靠性。

氣體雙渦輪流量計儀表系數(shù)測量值不確定度評定

1、建立測量模型、列出不確定度傳播率：
 
1. 1、 建立測量模型：
 以音速噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，校準(zhǔn)介質(zhì)為空氣，氣體渦輪流量計系數(shù)計算公式為:

Kij=3600Nij ( pm)ij ( Ts )ij ( Zs ) ij( 1)
( qvs ) ij tij( ps)ij ( Tm )ij ( Zm )ij
   

式中: Kij —第 i 校準(zhǔn)點第 j 次檢定時的系數(shù)，; Nij —第 i 校準(zhǔn)點第 j 次檢定時流量計顯示儀表測得的脈沖數(shù);
 
( qvs ) ij —第 i 校準(zhǔn)點第 j 次校準(zhǔn)時標(biāo)準(zhǔn)裝置測得的氣體體積流量，m3 /h;
tij —第 i 校準(zhǔn)點第 j 次校準(zhǔn)時間，s; ( pm) ij 、( ps) ij —第 i 校準(zhǔn)點第 j 次校準(zhǔn)時的流量計處和標(biāo)準(zhǔn)裝置處的氣體壓力，Pa( 壓力為表壓力與大氣壓的和 使用絕壓傳感器所測壓力為壓力，不需再加大氣壓) ;
 
( Ts ) ij 、( Tm ) ij —第 i 校準(zhǔn)點第 j 次校準(zhǔn)時的標(biāo)準(zhǔn)裝置和流量計處處的氣體熱力學(xué)溫度，K;
 
( Zs ) ij 、( Zm ) ij —第 i 校準(zhǔn)點第 j 次校準(zhǔn)時的標(biāo)準(zhǔn)裝置處和流量計處的氣體壓縮系數(shù);
 
i—檢定點數(shù);
 
j—檢定次數(shù)。
 
1. 2、不確定度傳播律：
 
u2cr ( K) = c2r u2r ( qvs ) + c2r ( N) u2r ( N) + c2r ( t) u2r ( t) + c2r
 
( Ts ) u2r ( Ts ) + c2r ( Tm ) u2r ( Tm ) + u2r c2r ( pm ) u2r ( pm ) + c2r ( ps ) u2r ( ps ) + c2r ( zs ) u2r ( zs ) + c2r ( zm ) u2r ( zm ) + c2r ( Er ) u2r ( Er ) +

c2r ( E) u2r ( E)( 2)

2、標(biāo)準(zhǔn)不確定度的來源及評定：
 
以音速噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置對一臺脈沖輸出的DN300 氣體雙渦輪流量計進行校準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)裝置的型號為GLV － 10000，測量范圍為 DN ( 15 ～ 400 ) mm ( 0. 1 ～ 10000) m3 /h，擴展不確定度為 Urel = 0. 25% ( k = 2) 。
   氣體雙渦輪流量計的型號為 FMT － Lx G4000 MM，出廠編號為 T000009247，測量范圍為 ( 380 ～ 6500) m3 / h。校準(zhǔn)介質(zhì)為空氣，環(huán)境溫度 16  ，相對濕度 35% ，大氣壓力 106 kPa。每個流量點校準(zhǔn) 6 次，以 6 次儀表系數(shù)的平均值作為該點的儀表系數(shù)，重復(fù)性用貝塞爾公式計算。渦輪 1 儀表系數(shù)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)見表 1，渦輪 2 儀表系數(shù)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)見表 2。

2. 1、渦輪 1 儀表系數(shù)校準(zhǔn)不確定度來源及評定
 
2. 1. 1、標(biāo)準(zhǔn)器的不確定度 ur ( qvs )
 
檢定證書給出音速噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的擴展不確定度 ur ( qvs ) = 0. 25% ，k = 2，則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ur ( qvs ) 及相對靈敏系數(shù) cr ( qvs ) 分別為
0. 25%
ur ( qvs ) = 2 = 0. 125%
qvs K
cr ( qvs ) = K  qvs = l1

氣體雙渦輪流量計儀表系數(shù)測量值不確定度評定

2. 1. 2、標(biāo)準(zhǔn)裝置脈沖計數(shù)的不確定度 ur ( N) 脈沖計數(shù)誤差為 ± 1 個脈沖，一般情況下，一次校準(zhǔn)的累積脈沖數(shù)不少于 2000 個，即脈沖計數(shù)的誤差不大于0. 05% ，按矩形分布考慮，則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ur ( N) 及相對靈敏系數(shù) cr ( N) 分別為

 ur ( N) = 0. 05% = 0. 029%     
     槡3        
 cr ( N) = NK= 1       
  K  N       
            
  表 1氣體雙渦輪流量計渦輪 1儀表系數(shù)校準(zhǔn)記錄  
             
流量點tTS psqvsQVSTmpmNijKijKiEr
( m3 /h)sK Pam3 /hm3KPaK  %
38440. 07815. 3 102. 863383. 5734. 27015. 4103. 315510119. 359  
 40. 05115. 2 102. 871383. 2434. 26415. 0103. 315509119. 269  
 40. 05315. 1 102. 877383. 1024. 26215. 0103. 315509119. 314119. 3790. 065
 40. 04215. 0 102. 871383. 0904. 26115. 0103. 315509119. 460
    
 40. 07515. 0 102. 884383. 0954. 26515. 0103. 315509119. 456  
 40. 04614. 9 102. 877383. 1654. 26214. 9103. 315509119. 414  
130030. 05115. 0 102. 7031285. 46710. 73014. 6103. 2101292120. 379  
 30. 06815. 0 102. 7031285. 7310. 73914. 8103. 211293120. 438  
 30. 06715. 2 102. 7031286. 26110. 74314. 9103. 2101295120. 517120. 4660. 042
 30. 06015. 2 102. 7031286. 56510. 74315. 0103. 211294120. 478
    
 30. 05015. 2 102. 6961286. 53110. 73915. 0103. 211294120. 477  
 30. 04215. 2 102. 7011285. 86710. 73014. 8103. 2171293120. 509  
172430. 05114. 8 102. 5841698. 70814. 18014. 7103. 1401706120. 283  
 30. 06914. 8 102. 5841699. 60514. 19614. 8103. 1401708120. 315  
 30. 06514. 8 102. 5841699. 27114. 19114. 7103. 1401707120. 288120. 3150. 028
 30. 06514. 8 102. 5841699. 89814. 19714. 8103. 1441709120. 348
    
 30. 07714. 7 102. 5771699. 77214. 20114. 7103. 1401708120. 290  
 30. 07814. 7 102. 5791699. 16614. 19614. 7103. 1401709120. 364  
260030. 06915 102. 1662571. 39921. 47715. 01102. 8892591120. 648  
 30. 07015. 1 102. 1662572. 89321. 49115. 4102. 8892594120. 723  
 30. 04615. 3 102. 1662576. 11221. 50115. 8102. 8892595120. 692120. 6140. 091
 30. 06915. 4 102. 1662577. 34521. 52715. 8102. 8822597120. 640
    
 30. 05015. 4 102. 1672577. 64821. 51615. 8102. 8892594120. 558  
 30. 04515. 3 102. 1702572. 64121. 47114. 8102. 8912585120. 420  
441230. 06714. 9 100. 8284344. 00336. 28115. 0102. 0794375120. 589  
 30. 06315. 0 100. 8304345. 83336. 29115. 2102. 0814378120. 631  
 30. 07115. 3 100. 8214350. 40436. 33915. 8102. 0684386120. 693120. 5630. 074
 30. 07715. 6 100. 8294351. 38736. 38015. 9102. 0814383120. 475
    
 30. 05315. 3 100. 8224348. 94636. 30615. 4102. 0744374120. 471  
 30. 04415. 1 100. 8164345. 69536. 26815. 1102. 0684371120. 520  
650030. 04915. 6 98. 514 6348. 92552. 99416. 0100. 6986379120. 379  
 30. 04715. 5 98. 508 6341. 91952. 95815. 8100. 6946376120. 407  
 30. 0471 15. 598. 501 6342. 67352. 93915. 9100. 6906381120. 535120. 4460. 064
 30. 07615. 7 98. 484 6347. 62453. 03216. 1100. 6726391120. 508
     
 30. 05615. 8 98. 490 6347. 45252. 99316. 2100. 6776385120. 496  
 30. 06615. 6 98. 499 6345. 38952. 99415. 8100. 6906378120. 351  

 
K =120. 464; 高區(qū): E =0. 124% ，Er =0. 091% ; 低區(qū): E = － 0. 901% ，Er =0. 065%

2. 1. 3 時間測量的不確定度 ur ( t)
 
計時器的允許誤差為 0. 001s，一次校準(zhǔn)***短測量時間為 30s，則

ur ( t) =0. 001× 100 = 0. 0033% ，按矩形分布考慮，
 30 

 
則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ur ( t) 及相對靈敏系數(shù) cr ( t) 分別為
 
ur ( t) = 0. 0033% = 0. 002%
槡3
t K
cr ( t) = K  t = l1

  表 2氣體雙渦輪流量計渦輪 2儀表系數(shù)校準(zhǔn)記錄  
            
流量點tTSpsqvsQVSTmpmNijKijKiEr
( m3 /h)sKPam3 /hm3KPaK  %
38450. 05614. 2103. 189380，9385. 29713. 1103. 628638120. 415  
 50. 04214. 2103. 190381. 2685. 30013. 2103. 635637120. 255  
 50. 07314. 1103. 197381. 4555. 30613. 3103. 641638120. 255120. 2390. 082
 50. 05514. 1103. 197381. 6035. 30613. 4103. 641638120. 198
   
 50. 07714. 1103. 197381. 6375. 30913. 4103. 641638120. 122  
 50. 08014. 1103. 197381. 5535. 30813. 3103. 641638120. 191  
130030. 07414. 1103. 0301281. 47710. 70513. 0103. 4741299121. 357  
 30. 07314. 2103. 0301280. 77210. 69913. 0103. 4801300121. 460  
 30. 05414. 2103. 0301280. 60610. 69113. 1103. 4831299121. 518121. 4340. 053
 30. 05814. 2103. 0371281. 04710. 69613. 1103. 4831298121. 382
   
 30. 06614. 2103. 0351281. 06610. 69913. 1103. 4831299121. 396  
 30. 08014. 2103. 0371280. 74710. 70113. 0103. 4831300121. 491  
172430. 04913. 7102. 9051693. 98614. 13913. 0103. 3501715121. 294  
 30. 07813. 6102. 9051694. 80714. 16013. 1103. 3501717121. 256  
 30. 04613. 5102. 9051695. 50914. 15113. 1103. 3451716121. 236121. 2270. 044
 30. 07213. 5102. 9051694. 9414. 15813. 0103. 3501717121. 241
   
 30. 05513. 4102. 9051695. 05114. 15113. 0103. 3501715121. 188  
 30. 07613. 5102. 9051695. 45314. 16513. 1103. 3501716121. 144  
260030. 03913. 6102. 4892561. 39021. 42313. 1102. 9642604121. 551  
 30. 07513. 7102. 4922567. 21221. 44713. 2102. 9642607121. 543  
 30. 08013. 7102. 4932567. 60721. 45313. 2102. 9642608121. 560121. 5630. 013
 30. 05713. 7102. 4942567. 59421. 43713. 2102. 9662606121. 564
   
 30. 05413. 7102. 4932561. 59221. 43513. 2102. 9642606121. 574  
 30. 06913. 7102. 4872567. 57321. 44613. 2102. 9642608121. 588  
441230. 06113. 6101. 1384362. 84936. 43113. 6101. 6864425121. 455  
 30. 05813. 6101. 1424364. 16536. 43813. 7101. 6844424121. 424  
 30. 07113. 6101. 1404364. 13236. 45413. 7101. 6844428121. 459121. 4460. 015
 30. 07013. 7101. 1404364. 66836. 45713. 8101. 6864428121. 471
   
 30. 06713. 7101. 1384366. 38436. 46713. 9101. 6864428121. 432  
 30. 07413. 8101. 1364366. 76336. 47914. 0101. 6844430121. 437  
650030. 05414. 798. 8026436. 98953. 73815. 399. 5026521121. 356  
 30. 06714. 998. 8126439. 79453. 78615. 599. 5236525121. 316  
 30. 04414. 998. 7976439. 83553. 74415. 599. 5026519121. 294121. 3230. 026
 30. 07414. 998. 8096440. 03953. 79915. 699. 5176528121. 332
   
 30. 05215. 198. 7956443. 57453. 78915. 991. 4986528121. 359  
 30. 05415. 198. 8066445. 80153. 81215. 899. 5136526121. 281  

=121. 395; 高區(qū): E =0. 139% ，Er =0. 053% ; 低區(qū): E = － 0. 952% ，Er =0. 082%

1. 1. 4   標(biāo)準(zhǔn)裝置溫度測量溫度的不確定度 ur ( Ts )

 氣體雙渦輪流量計儀表系數(shù)測量值不確定度評定

校準(zhǔn)證書給出，U =0. 10 ，k =2，標(biāo)準(zhǔn)裝置處溫度較低
 
0. 101
為 14. 7 ，則 ur ( Ts ) = ( 273. 15 +14. 7) =0. 0347% 。負(fù)壓法音速噴嘴流量標(biāo)準(zhǔn)裝置采用的溫度是在測量值加
 
273. 15  得到的溫度，零度和攝氏溫度之差
 
273. 15  是常量，溫度測量的不確定度取決于溫度變送器的準(zhǔn)確度，且為矩形分布。按矩形分布考慮，則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ur ( Ts ) 及相對靈敏系數(shù) cr ( Ts ) 分別為
ur ( Ts ) = 0. 0347% = 0. 02%
槡3
Ts K
cr ( Ts ) = K Ts  = 1
2. 1. 5 被檢表溫度測量的不確定度 ur ( Tm )

同理可得，ur ( Tm ) = 0. 0347% = 0. 02% 
  槡3 
cr ( Tm ) =TmK = l1 
  
 K Tm 
2. 1. 6  標(biāo)準(zhǔn)裝置處壓力測量的不確定度 ur ( ps ) 
采用的絕壓變送器是 0. 1 級，量程為 ( 70～ 110 )
kPa，記錄給出 ps ***小為 98. 484kPa，因此 ur( ps )  =

 
0. 01% × 110kPa·484kPa = 0. 112% ，按矩形分布考慮， 98
 
則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ur ( ps ) 及相對靈敏系數(shù) cr ( ps ) 分別為
ur ( ps ) = 0. 112% = 0. 065%
槡3
ps K
cr ( ps ) = K ps  = l1
2. 1. 7  被校流量計處壓力測量的不確定度 ur ( pm )
 
采用的絕壓變送器是 0. 1 級，量程為 ( 70 ～ 110 )
 
kPa，記錄給出 pm ***小為 100. 672kPa，因此 ur ( pm )  =
 
0. 1% × 110kPa·672kPa = 0. 11% ，按矩形分布考慮，則 100
 
其標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ur ( pm ) 及相對靈敏系數(shù) cr ( pm ) 分別為
ur ( pm ) = 0. 11% = 0. 063%
槡3
pm K
cr ( pm ) = K pm  = 1
2. 1. 8 標(biāo)準(zhǔn)器處氣體壓縮因子的不確定度 ur ( zs )
 
估計 ur ( zs ) = 0. 1% ，按矩形分布考慮，則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ur ( zs ) 及相對靈敏系數(shù) cr ( zs ) 分別為
ur ( zs ) = 0. 10% = 0. 058%
槡3
zs K
cr ( zs ) = K  zs  = 1
2. 1. 9 被檢流量計處氣體壓縮因子的不確定度 ur ( zm )
同理可得，ur ( zm ) = 0. 10% = 0. 058%
槡3
zm K
cr ( zm ) = K zm  = l1。
2. 1. 10 Ki 重復(fù)性的不確定度 ur ( Er )
 
校準(zhǔn)記錄給出，每個流量點重復(fù)校準(zhǔn) 6 次，Ki 重復(fù)性
 
的***大值為 0. 091% ，則 ur ( Er ) = 0. 091 = 0. 0525%
槡3
c r ( Er ) = 1
 
1. 1. 11  K 系數(shù)誤差的不確定度 ur ( E)
 
流量計渦輪 1 的 K 系數(shù)為 120. 464，K 系數(shù)***大示值誤差為 0. 124% ，按正態(tài)分布考慮，則

u( E)=0. 124 = 0. 062% ，c( E) = 1
r  2rr 
       

2. 2 渦輪 2 儀表系數(shù)校準(zhǔn)不確定度來源及評定渦輪儀表系數(shù)校準(zhǔn)不確定度來源及評定過程同結(jié)果見表 4。

3、標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表:
 渦輪 1 和渦輪 2 儀表系數(shù)校準(zhǔn)不確定度分量匯總分別見表 3 和表 4。

表 3 渦輪 1 儀表系數(shù)校準(zhǔn)不確定度分量匯總表
 

序號符號 不確定度來源輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確靈敏度系數(shù) cr( xi) ur( xi) /%
 定度 ur( xi) /%cr( xi)  
      
        
       
1ur( qvs) 標(biāo)準(zhǔn)器0. 125－ 10. 125
2ur( N)標(biāo)準(zhǔn)裝置脈沖計數(shù)0. 02910. 029
3ur( t) 時間測量0. 002－ 10. 002
4ur( Ts)標(biāo)準(zhǔn)裝置溫度測量溫度0. 0210. 02
5ur( Tm) 被檢表溫度測量0. 02－ 10. 02
6ur( ps)標(biāo)準(zhǔn)裝置處壓力測量0. 065－ 10. 065
7ur( pm)被校流量計處壓力測量0. 06310. 063
8ur( zs)標(biāo)準(zhǔn)器處氣體壓縮因子0. 05810. 058
9ur( zm)被檢流量計處氣體壓縮因子0. 058－ 10. 058
10ur( Er) Ki重復(fù)性0. 05310. 053
11ur( E) K 系數(shù)誤差0. 06210. 062
  表 4渦輪 2 儀表系數(shù)校準(zhǔn)不確定度分量匯總表
          
序號符號 不確定度來源輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確靈敏度系數(shù) cr( xi) ur( xi) /%
 定度 ur( xi) /%cr( xi)  
      
        
       
1ur( qvs) 標(biāo)準(zhǔn)器0. 125－ 10. 125
2ur( N)標(biāo)準(zhǔn)裝置脈沖計數(shù)0. 02910. 029
3ur( t) 時間測量0. 002－ 10. 002
4ur( Ts)標(biāo)準(zhǔn)裝置溫度測量溫度0. 0201510. 02015
5ur( Tm) 被檢表溫度測量0. 02018－ 10. 02018
6ur( ps)標(biāo)準(zhǔn)裝置處壓力測量0. 0643－ 10. 0643
7ur( pm)被校流量計處壓力測量0. 063810. 0638
8ur( zs)標(biāo)準(zhǔn)器處氣體壓縮因子0. 05810. 058
9ur( zm)被檢流量計處氣體壓縮因子0. 058－ 10. 058
10ur( Er) Ki重復(fù)性0. 030610. 0306
11ur( E) K 系數(shù)誤差0. 069510. 0695

 
4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
 
4. 1 表 3 中各輸入量彼此獨立，帶入式( 2) ，得到渦輪 1
 
儀表系數(shù)校準(zhǔn)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為 ucr ( K1 ) = 0. 197% 。 4. 2 表 4 中各輸入量彼此獨立，帶入式( 2) ，得到渦輪 2
 
儀表系數(shù)校準(zhǔn)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為 ucr ( K2 ) = 0. 195% 。
 
5、擴展不確定度：
 
5. 1 取 k = 2，則渦輪 1 儀表系數(shù)校準(zhǔn)擴展不確定度為urel ( K1 ) = 0. 39% 。
 
5. 2 取 k = 2，則渦輪 2 儀表系數(shù)校準(zhǔn)擴展不確定度為urel ( K2 ) = 0. 39% 。
 
6、不確定度報告:
 

6. 1被校渦輪流量計渦輪 1的儀表系數(shù) K1= 120. 464，
其擴展不確定度 urel ( K1 ) = 0.39% ，k = 2。 
6. 2被校渦輪流量計渦輪 2的儀表系數(shù) K2= 121. 395，
其擴展不確定度 urel ( K2 ) = 0.39% ，k = 2。 


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