摘 要: 氣體雙渦輪流量計儀表系數測量結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測量結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，從而提高我們校準工作的準確度和可靠性。

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準裝置，校準介質為空氣，氣體渦輪流量計系數計算公式為:

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

式中: K_ij —第 i 校準點第 j 次檢定時的系數，; N_ij —第 i 校準點第 j 次檢定時流量計顯示儀表測得的脈沖數;
 
( qv_s ) _ij —第 i 校準點第 j 次校準時標準裝置測得的氣體體積流量，m³ /h;
t_ij —第 i 校準點第 j 次校準時間，s; ( pm) _ij 、( ps) _ij —第 i 校準點第 j 次校準時的流量計處和標準裝置處的氣體壓力，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) ;
 
( T_s ) _ij 、( T_m ) _ij —第 i 校準點第 j 次校準時的標準裝置和流量計處處的氣體熱力學溫度，K;
 
( Z_s ) _ij 、( Z_m ) _ij —第 i 校準點第 j 次校準時的標準裝置處和流量計處的氣體壓縮系數;
 
i—檢定點數;
 
j—檢定次數。
 
1. 2、不確定度傳播律：
 
u²_cr ( K) = c²_r u²_r ( qv_s ) + c²_r ( N) u²_r ( N) + c²_r ( t) u²_r ( t) + c²_r
 
( T_s ) u²_r ( T_s ) + c²_r ( T_m ) u²_r ( T_m ) + u²_r c²_r ( p_m ) u²_r ( p_m ) + c²_r ( p_s ) u²_r ( p_s ) + c²_r ( z_s ) u²_r ( z_s ) + c²_r ( z_m ) u²_r ( z_m ) + c²_r ( E_r ) u²_r ( E_r ) +

2、標準不確定度的來源及評定：
 
以音速噴嘴法氣體流量標準裝置對一臺脈沖輸出的DN300 氣體雙渦輪流量計進行校準。標準裝置的型號為GLV － 10000，測量范圍為 DN ( 15 ～ 400 ) mm ( 0. 1 ～ 10000) m³ /h，擴展不確定度為 U_rel = 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。校準介質為空氣，環境溫度 16  ，相對濕度 35% ，大氣壓力 106 kPa。每個流量點校準 6 次，以 6 次儀表系數的平均值作為該點的儀表系數，重復性用貝塞爾公式計算。渦輪 1 儀表系數校準數據見表 1，渦輪 2 儀表系數校準數據見表 2。

2. 1、渦輪 1 儀表系數校準不確定度來源及評定
 
2. 1. 1、標準器的不確定度 u_r ( qv_s )
 
檢定證書給出音速噴嘴法氣體流量標準裝置的擴展不確定度 u_r ( qv_s ) = 0. 25% ，k = 2，則其標準不確定度 u_r ( qv_s ) 及相對靈敏系數 c_r ( qv_s ) 分別為
0. 25%
u_r ( qv_s ) = ₂ = 0. 125%
^qvs K
^cr ^( qvs ^{) =} _{K  qvs} ^= l1

2. 1. 2、標準裝置脈沖計數的不確定度 u_r ( N) 脈沖計數誤差為 ± 1 個脈沖，一般情況下，一次校準的累積脈沖數不少于 2000 個，即脈沖計數的誤差不大于0. 05% ，按矩形分布考慮，則其標準不確定度 u_r ( N) 及相對靈敏系數 c_r ( N) 分別為

 
K =120. 464; 高區: E =0. 124% ，E_r =0. 091% ; 低區: E = － 0. 901% ，E_r =0. 065%

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

 
則其標準不確定度 u_r ( t) 及相對靈敏系數 c_r ( t) 分別為
 
u_r ( t) = ^{0. 0033%} = 0. 002%
槡³
t K
^cr ^{( t) =} _{K  t} ^= l1

=121. 395; 高區: E =0. 139% ，E_r =0. 053% ; 低區: E = － 0. 952% ，E_r =0. 082%

1. 1. 4   標準裝置溫度測量溫度的不確定度 u_r ( T_s )

 

校準證書給出，U =0. 10 ，k =2，標準裝置處溫度較低
 
0. 101
為 ^{14. 7 ，則 u}r ^( Ts ^) = _{( 273. 15 +14. 7)} ^{=0. 0347% 。負壓法}音速噴嘴流量標準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完全取決于溫度變送器的準確度，且為矩形分布。按矩形分布考慮，則其標準不確定度 u_r ( T_s ) 及相對靈敏系數 c_r ( T_s ) 分別為
u_r ( T_s ) = ^{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 u_r ( T_m )

 
^{0. 01% × 110kPa}·484kPa = 0. 112% ，按矩形分布考慮， 98
 
則其標準不確定度 u_r ( p_s ) 及相對靈敏系數 c_r ( p_s ) 分別為
u_r ( p_s ) = ^{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 u_r ( p_m )
 
采用的絕壓變送器是 0. 1 級，量程為 ( 70 ～ 110 )
 
kPa，記錄給出 p_m ***小為 100. 672kPa，因此 u_r ( p_m )  =
 
^{0. 1% × 110kPa}·672kPa = 0. 11% ，按矩形分布考慮，則 100
 
其標準不確定度 u_r ( p_m ) 及相對靈敏系數 c_r ( p_m ) 分別為
u_r ( p_m ) = ^{0. 11%} = 0. 063%
槡^3
pm K
^cr ^( pm ^{) =} _{K pm}  ^{= 1}
2. 1. 8 標準器處氣體壓縮因子的不確定度 u_r ( z_s )
 
估計 u_r ( z_s ) = 0. 1% ，按矩形分布考慮，則其標準不確定度 u_r ( z_s ) 及相對靈敏系數 c_r ( z_s ) 分別為
u_r ( z_s ) = ^{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 u_r ( z_m )
同理可得，u_r ( z_m ) = ^{0. 10%} = 0. 058%
槡^3
zm K
^cr ^( zm ^{) =} _{K zm}  ^= l1。
2. 1. 10 K_i 重復性的不確定度 u_r ( E_r )
 
校準記錄給出，每個流量點重復校準 6 次，K_i 重復性
 
的***大值為 0. 091% ，則 u_r ( E_r ) = ^{0. 091} = 0. 0525%
槡³
c _r ( E_r ) = 1
 
1. 1. 11  K 系數誤差的不確定度 u_r ( E)
 
流量計渦輪 1 的 K 系數為 120. 464，K 系數***大示值誤差為 0. 124% ，按正態分布考慮，則

2. 2 渦輪 2 儀表系數校準不確定度來源及評定渦輪儀表系數校準不確定度來源及評定過程同結果見表 4。

3、標準不確定度分量匯總表:
 渦輪 1 和渦輪 2 儀表系數校準不確定度分量匯總分別見表 3 和表 4。

表 3 渦輪 1 儀表系數校準不確定度分量匯總表
 

 
4 合成標準不確定度
 
4. 1 表 3 中各輸入量彼此獨立，帶入式( 2) ，得到渦輪 1
 
儀表系數校準合成標準不確定度為 u_cr ( 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
 
儀表系數校準合成標準不確定度為 u_cr ( K₂ ) = 0. 195% 。
 
5、擴展不確定度：
 
5. 1 取 k = 2，則渦輪 1 儀表系數校準擴展不確定度為u_rel ( K₁ ) = 0. 39% 。
 
5. 2 取 k = 2，則渦輪 2 儀表系數校準擴展不確定度為u_rel ( K₂ ) = 0. 39% 。
 
6、不確定度報告: