超聲流量計測量誤差不確定度的評定概述1.1測量依據(jù)：JJG1030-2007《超聲流量計》。1.2測量環(huán)境條件：溫度：（5~45）°C，相對濕度：（35~95）%RH，大氣壓力:（86~106）kPa。1.3計量標(biāo)準(zhǔn)：液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。1.4被測對象：超聲流量計。1.5測量方法：超聲波流量計是一種利用超聲波脈沖來測量流體流量的速度式流量儀表，流速乘以截面積就是流量。由于管道公稱直徑不是外徑，也不是內(nèi)徑，而是近似鋼管內(nèi)徑的一個名義尺寸，每一公稱直徑對應(yīng)一個外徑，其內(nèi)徑數(shù)值隨厚度不同而不同。每次必須測量管道外徑d和管道厚度b，由流量計測出流體流速，輸入管道外徑d和管道厚度b，由函數(shù)關(guān)系式計算出流體的流量。數(shù)學(xué)模型由分度值為0.1mm的超聲波測厚儀重復(fù)10次測量厚度b，由分度值為1mm的鋼卷尺重復(fù)10次測量管道外徑d，由分度值為0.0001m/s的超聲波流量計重復(fù)10次測量流速v，測得數(shù)據(jù)見表1。第i次d/mmb/mmv/m?s-11110.85.14.15662111.25.14.15213111.05.24.15834110.95.24.15575110.75.14.15346110.95.14.15407111.15.14.15778110.85.24.15819111.25.14.156410110.95.14.1528由測得數(shù)據(jù)計算管道外徑d、厚度b和流體流速v的測量平均值：d均二111.0mm，b均=5.1mm，v均=4.1555m/s，則流量Q的測量結(jié)果的估計值為：Id—2bI2 一Q=vxi——[x兀=119.32m3/h標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定分析測量方法可知，對流量Q的測量不確定度影響顯著的因素主要有：管道外徑d，管道壁厚b，流體流速v的測量重復(fù)性引起的不確定度u、u、u；鋼卷尺示值誤差引起的不確定度u；測厚儀示值誤差引起的不確定度u；超聲波流量計示值誤差引起的不確定度u4。分析這些不確定度特點可知，不確定度u、u、u應(yīng)采用A類評定方法，不確定度u、u、u應(yīng)采用B類評定方法。測量結(jié)果受3 4 5 6多種因素影響形成了若干個不確定度分量，測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度用各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量合成后，得到合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度用u表示。為了求得u，首先需分析各種影響因素與測量結(jié)果的關(guān)系，以便準(zhǔn)確評定各不確定度分量；然后才能進(jìn)行合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算。3.1管道外徑d的測量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u按A類不確定度評定，由外徑d的10次測量值求得平均值的標(biāo)準(zhǔn)差。=0.172mm，則外徑d的測量不確定度u二。=0.172mm。又因為笙=—{d-2b）d dd dd 2故由外徑d測量重復(fù)性引起的不確定度分量為：告七=0.20m3/h3.2厚度b的測量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u由厚度b的10次測量值求得平均的標(biāo)準(zhǔn)差?！?.0483mm，則厚度b的測量標(biāo)準(zhǔn)不確定度u「o「0.0483mm。又因為岑=四（2b-d），故由厚度b測量重復(fù)性引起的不確定度分量為：答ub=0.23m3/h3.3流速v的測量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3由流速v的10次測量值求得平均的標(biāo)準(zhǔn)差。=0.0023m/s，則流速v的測量 m ，d—2b\2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度u「o「0.0023m/s。又因為詈=兀x［上廠bj，故由流速v測量重復(fù)性引起的不確定度分量為：u=u=0.07m3/h3.4鋼卷尺的示值誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u4由鋼卷尺的檢定證書給出其示值誤差范圍土0.5mm，取均勻分布，按B類不確定度評定，計算得鋼卷尺示值標(biāo)準(zhǔn)不確定度u儀「0.5/73=0.2887mm。由此引起的外徑測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：|Qu儀］=0.08m3/h3.5超聲波測厚儀的示值誤差引起的不確定度分量u由超聲波測厚儀的校準(zhǔn)證書給出其示值誤差，按2倍標(biāo)準(zhǔn)差計算為0.04mm，按B類不確定度評定，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u、=0.02mm。由此引起的厚度測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：

SQdSQdbu儀2=0.10ms/h3.6超聲波流量計示值誤差引起的不確定度分量u6、 、 、 一一、由超聲波流量計的校準(zhǔn)證書給出，按B類不確定度評定，其相對擴(kuò)展不確定度為0.04%(k=2)，則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u儀3=0.02ms/h。即：u6=0.02m3/h標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表序號不確定度來源符號標(biāo)準(zhǔn)不確定度1管道外徑d的測量重復(fù)性u0.20m3/h2厚度b的測量重復(fù)性u0.23m3/h3流速v的測量重復(fù)性2u 3 0.07m3/h4鋼卷尺的示值誤差uA0.08m3/h5超聲波測厚儀的示值誤差u0.10m3/h6超聲波流量計示值誤差u 6 0.02m3/h合成不確定度因不確定度分量u、u、u、u、u、u相互獨立，則流體流量的合成標(biāo)TOC\o"1-5"\h\z八_., 、 ― 1 2 3 4 5 6準(zhǔn)不確定度：u=Iu2+u2+u2+u2+u2+u2=