電磁流量計(ji) 是一種基于(yu)電磁感應定(ding)律,根據導電(dian)流體通過外(wai)加磁場⛷️時産(chǎn)生的電動勢(shi)來測量導電(diàn)流體流量的(de)一種🚩新型流(liu)量測量🌈儀表(biao)。測量時不受(shòu)流體密度、粘(zhān)度、電導率變(bian)化的影響,感(gan)應電壓信号(hào)❓與管道内的(de)平均流速🤩呈(chéng)線性相關,測(ce)量精度高。正(zhèng)是🏃🏻由于這種(zhǒng)穩定的計量(liang)特性,電磁流(liú)量計被廣泛(fàn)應用于制冷(lěng)領域各種焓(han)差實驗室、熱(re)泵實驗室及(jí)水冷實驗室(shi),用作流量監(jian)測的儀表。重(zhòng)點闡述了電(diàn)磁流量計在(zai)溴化锂制冷(lěng)機流量👉測試(shì)中的應用及(jí)運行效果;文(wen)獻[7]提出利✌️用(yong)電磁流量🌐計(jì)等高精度設(shè)備,采用焓差(cha)⁉️法設計遠程(cheng)監控😍移動式(shi)制冷設備性(xing)能檢測儀，解(jiě)決使用現場(chang)對制冷空調(diào)🔞機組性能校(xiao)驗困難的問(wèn)題;則利用電(dian)磁流量計等(děng)設備設計出(chu)一種以STM32F401RE爲控(kòng)㊙️制核心的能(néng)耗監測系統(tong)用以評估水(shuǐ)源熱泵系統(tǒng)的節能狀況(kuàng)。
　　然而,流量作(zuo)爲制冷空調(diào)系統冷熱量(liàng)計量的重要(yào)🔴測定參數,其(qi)檢測相比于(yú)溫度、壓力等(děng)參數要複雜(zá)得多。其主要(yao)原因在于流(liu)🎯量計在工作(zuò)時，溫度、壓力(lì)、流速分布、空(kong)管幹擾、流㊙️體(tǐ)電導率、流體(tǐ)相态以及磁(ci)場邊緣效應(ying)等諸多因素(sù)均會對測量(liang)結果産生偏(pian)差。因此，測量(liang)🈲結果是否準(zhǔn)确可靠,可信(xin)程度如何,是(shi)⁉️實驗室每位(wei)👨‍❤️‍👨試驗人員都(dou)關心🔞的問題(ti)。測量不确定(dìng)度是說明測(cè)量結果的不(bu)可确定程度(dù)和可信程度(du)的參數'。目前(qián)大多電磁流(liú)量計在計量(liàng)特性方面也(ye)僅标明儀表(biǎo)的最大允許(xǔ)誤差或其準(zhun)确度等級,而(ér)🔅未對流量計(ji)測量結果的(de)不确定度作(zuò)出相應的說(shuo)👄明，而流量測(ce)量結果的表(biao)述必須在表(biao)明被測量值(zhí)🔴的同時賦予(yǔ)該值相關的(de)測量不确定(dìng)度,才是完整(zhěng)并且有意義(yi)的。
　　鑒于流量(liang)監測在空調(diao)制冷系統中(zhōng)的重要性，以(yi)JJG1033-2007《電⛱️磁🧡流量計(ji)檢定規程》和(he)JJF1059-2012《測量不确定(ding)度評定與表(biǎo)示》作爲🤟技術(shù)支撐[16],對電㊙️磁(cí)流👉量計用水(shui)流量标準裝(zhuāng)置進行校💋準(zhun),建立數學模(mo)型,詳細闡述(shù)電磁流量計(ji)示值誤差的(de)不确定度評(ping)定方法,具體(ti)分析各個分(fen)量引人的标(biao)準🏃🏻不确定度(du),并⛷️揭示各分(fen)量在合成标(biāo)準不确定度(du)中所占的比(bǐ)重。評定結果(guo)可供參考或(huò)符合測量條(tiáo)件的予以直(zhí)接🌐應用。
1概述(shù)
1.1測量依據.
　　依(yī)據JJG1033-2007《電磁流量(liàng)計檢定規程(chéng)》。
1.2測量标準
　　測(ce)量标準及主(zhu)要配套設備(bei)爲經相應法(fǎ)定計量檢定(ding)機🌈構檢定的(de)DN(65~100)mm水流量标準(zhǔn)裝置，不确定(dìng)度爲Urel=0.11%(k=2)。
1.3測量過(guo)程與方法.
　　在(zài)環境溫度20℃,相(xiang)對濕度65%,外界(jie)磁場、機械振(zhèn)動和噪聲對(dui)流量計的影(yǐng)響忽略不計(ji)的條件下對(dui)DN80,最大流量qmax爲(wei)100m3/h,精度等級爲(wèi)0.5級的電磁流(liú)量計進行測(ce)量。計算電磁(cí)流量計測量(liang)結果的相對(dui)示值誤差，并(bing)評定測量結(jie)果的不确定(ding)度。
2數學模型(xíng)
2.1單次測量時(shi)的相對示值(zhí)誤差
　　電磁流(liu)量計各流量(liang)點單次測量(liang)時的相對示(shì)值誤差(即第(dì)i個檢定點第(dì)j次檢定的相(xiàng)對示值誤差(cha)Eij,簡記爲E)爲:
 
　　式(shi)(1)中:E爲單次測(ce)量時被檢流(liu)量計的相對(dui)示值誤差(%);Q爲(wei)單次測量時(shí)被檢流量計(jì)顯示的流量(liàng)值(m3);Qs爲單次測(ce)量時标準器(qì)換算🐅到流量(liàng)計處狀态的(de)累積流量值(zhi)(m3)。
2.2單次測量時(shi)标準器換算(suàn)到流量計處(chu)狀态的累積(ji)流量❗值Q。
 
　　式(2)、式(shi)(3)中:V,爲單次測(cè)量時标準器(qì)測得的液.體(ti)實際體積(m3);β爲(wèi)測量用液體(ti)在測量狀态(tai)下的體積膨(peng)脹系數(℃-1);0,0m分别(bie)爲單🔅次測量(liang)時标準器和(he)流量計處的(de)液體溫度(℃);K爲(wei)測量用液體(tǐ)在測量狀态(tai)下的壓縮系(xì)數(Pa-1);p。,pm分别爲單(dān)次測量時标(biao)準器和流量(liang)計處的液🛀體(tǐ)壓力(Pa)。
2.3靈敏系(xi)數與不确定(dìng)傳播律
　　當被(bei)測量的測量(liàng)模型爲線性(xing)函數y=ƒ(x1，X2,...Xn),在Xi=xi時,靈(ling)敏系數ci通常(chang)是對🎯測量函(hán)數ƒ在Xi=xi處取--階(jie)偏導數得到(dao)，即:
 
　　靈敏系數(shu)是一個有單(dan)位和符号的(de)量值，它表明(míng)了被測量估(gū)計值的不确(que)定度uc(y)受輸人(rén)量xi的不确定(ding)度🚶u(xi)影響的敏(mǐn)感程度。當全(quan)部輸人量是(shì)彼此獨立或(huo)互🈲不相關時(shí),被測量的估(gu)計值y的合成(cheng)标準不确定(dìng)度uc(y)爲:
 
式(5)中:分(fèn)量ui(y)=ciu(xi)。
3示值誤差(cha)測量結果的(de)不确定度分(fèn)析
3.1數學模型(xíng)與靈敏系數(shu)
數學模型見(jian)式(1)
靈敏系數(shù)
 
3.2輸人量的标(biao)準不确定度(du)分析
　　由數學(xue)模型可知，測(ce)量結果相對(dui)示值誤差E的(de)标準🔴不确定(ding)度的主要來(lái)源于:
1)被檢流(liu)量計顯示的(de)累積流量值(zhí)Q引人的标準(zhǔn)不确定度分(fen)量;
2)标準器換(huàn)算到流量計(jì)處狀态的累(lei)積流量值Q.引(yǐn)入的标♌準不(bu)确定度分量(liang)。
3.3合成标準不(bu)确定度分析(xi)
　　由于Q≈Q。,則示值(zhí)誤差的合成(chéng)标準不确定(dìng)度爲:
 
　　該次試(shi)驗被檢對象(xiàng)爲0.5級最大流(liu)量qmax爲100m3/h的電磁(cí)流量✌️計,其測(ce)量數據如表(biǎo)1所示下面以(yi)測量點10%qmmax=10m3/h爲例(li),分别分析相(xiàng)對标準不确(què)定度urel(Q)和tUrel(Qs)。
 
3.4相對(dui)标準不确定(ding)度urel(Q)的分析
　　單(dan)次測量時被(bèi)檢流量計顯(xiǎn)示的累積流(liu)量值Q引人的(de)标準☎️不⛱️确定(ding)度分量urel(Q)主要(yào)來源于被檢(jian)電磁流量計(jì)的測量🐇重複(fu)👌性,用A類方✏️法(fa)評定。根據JJG1033-2007《電(dian)磁流量計檢(jiǎn)定規程》流量(liàng)計的重複性(xìng)規定:當每個(ge)流量點重複(fu)檢定n次時,使(shi)用相對示值(zhí)誤差的流量(liang)計的重複🈲性(xìng)爲:
 
　　式(9)中:(Er)i爲被(bei)檢流量計第(di)i檢定點的重(zhong)複性;Ei爲被檢(jian)流🌂量計👅第i檢(jiǎn)✌️定點的相對(dui)示值誤差
 
　　所(suǒ)以該電磁流(liú)量計在10m3/h處的(de)重複性按式(shi)(9)計算得(Er)1爲0.025%,由(yóu)于在此測量(liang)點下實際重(zhòng)複測量了3次(cì),所以由被檢(jian)電❓磁流量計(jì)的測量重🧑🏾‍🤝‍🧑🏼複(fu)性引入的标(biao)準不确定度(du)分量爲:
 
3.5相對(duì)标準不确定(ding)度Urel;(Qs)的分析
3.5.1數(shu)學模型與靈(ling)敏系數
 
3.5.2輸人(ren)量的标準不(bú)确定度分析(xi)
　　标準器換算(suan)到流量計處(chù)狀态的累積(jī)流量值Qs引人(rén)的标準不㊙️确(què)定度分量主(zhǔ)要來源于:
1)水(shuǐ)流量标準裝(zhuāng)置引人的标(biao)準不确定度(dù)分量u1(Qs)
　　标準裝(zhuang)置由上一級(jí)法定計量技(jì)術機構檢定(dìng)，查閱💔證書可(kě)知🆚,水流量标(biāo)準裝置的相(xiang)對不确定度(dù)爲Urel=0.11%(k=2),則:urel(Vs)=0.055%,Vs在10m3/h處的(de)測得值約爲(wèi)122.363m3(取10m3/h處标準容(rong)積的平均值(zhi))，則:
 
2)檢測用介(jiè)質的體積膨(peng)脹系數β引人(rén)的标準不确(què)定✉️度分量u2(Qs)
　　檢(jian)測介質爲循(xún)環水，測量時(shi)測得标準器(qi)和流量計🏒處(chù)的水溫分别(bié)爲20℃和20.5℃。查閱相(xiàng)關資料得知(zhī)水在20℃時β=2.08×10-4℃-1且變(bian)化量爲±8×10-6°C-1。假設(she)爲均勻分布(bu),則:
 
3)标準器和(hé)流量計處的(de)液體溫度θs,θm引(yin)人的标準不(bú)确定度分量(liàng)u3(Qs)、u4(Qs)
　　水溫測量所(suǒ)用的鉑熱電(dian)阻其誤差限(xiàn)均爲±0.1℃,假設滿(mǎn)足⁉️均😍勻💚分💃🏻布(bu),則:
 
4.6合成标準(zhun)不确定度
　　爲(wèi)了便于分析(xi),将以上各輸(shū)人量的标準(zhun)不确定度分(fèn)量列表彙📞總(zǒng),如表2所示。當(dāng)全部輸入量(liang)彼此獨立或(huò)互🔱不相關時(shí),被測🔅量的相(xiang)對示值誤差(chà)E的合成标準(zhun)不确定度爲(wèi):
 
　　所以該電磁(ci)流量計在校(xiào)準點10m3/h處示值(zhí)誤差的不确(que)📐定度爲:
Ure=k·uc=0.12%6(k=2)
4測量(liang)結果及不确(que)定度報告
　　根(gen)據表2中的數(shù)據,由不确定(ding)度傳播率公(gōng)式U2c=Σu2i,分析各标(biao)準不确定度(dù)分量方差u2i對(dui)合成标準方(fāng)差U2c的影響程(chéng)度,得到測量(liang)重複性、标.準(zhun)裝置及溫度(dù)、壓力和膨脹(zhang)系數等其他(ta)因素引人的(de)分量在最🔴終(zhōng)評定結果中(zhong)的占比分别(bie)爲6.1%、93.8%、0.1%。同理,根據(jù)校準原始記(ji)錄對其餘各(gè)流量校準點(diǎn)引人的不❤️确(què)定度urel(Q)和urel(Qs)進.行(háng)分析,得到‼️電(dian)磁流量計的(de)測量結果如(rú)表3所示。
 
5結束(shù)語
　　測量不确(què)定度是一個(gè)定量說明給(gei)出測量結果(guo)的不可💃🏻确定(ding)程度和可信(xìn)程度的參數(shu),表征了測量(liàng)結果的分散(sàn)區間。通過對(dui)電磁流量計(ji)測量結果不(bu).确定度的評(ping)定并結合圖(tu)❌1、表2和表3的數(shù)據分析,可以(yǐ)得出下列結(jie)論:
1)随着校準(zhun)流量點的不(bú)同,各輸人量(liang)标準不确定(ding)度分✂️量是一(yī)個㊙️關于Qs的線(xian)性函數,但相(xiang)對不确定度(dù)基本保持一(yī)緻。這🈚也就🏃🏻‍♂️是(shì)爲什麽在流(liu)量計量中常(cháng)用🏃‍♀️相對不确(què)定度表示的(de)原因所在。
2)被(bei)測量示值誤(wu)差的合成标(biāo)準不确定度(dù)爲0.06%,而測量⭐重(zhòng)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼複性和标準(zhǔn)裝置引人的(de)标準不确定(ding)度分量分㊙️别(bie)爲0.014%和0.055%。由不确(que)定度傳播率(lü)可知，測量重(zhòng)複性和标準(zhun)裝置是測量(liang)結果不确定(dìng)度引人的主(zhǔ)要分量,兩者(zhě)在最終的不(bú)确定度評定(ding)中🔞占比可達(dá)到99.9%;而溫度、壓(yā)力、膨脹系數(shù)等其他因素(sù)對最終評定(dìng)結果的影響(xiang)僅爲0.1%。跟前者(zhě)相比，兩者相(xiang)差不止一個(gè)數量🤞級,前者(zhě)在最終⛹🏻‍♀️的評(ping)定結果中占(zhan)着更爲較大(da)的比重。因此(ci)在實際應用(yong)中可以忽略(lue)其對測量結(jié)果的影響。
3)水(shuǐ)流量标準裝(zhuang)置作爲計量(liàng)标準,其不确(què)定度的高低(dī)能直接反映(ying)流量計的測(ce)量誤差,進一(yi)步驗證了計(ji)量❓标準🔅在量(liang)值傳🐕遞與量(liàng)值溯源中起(qi)到的重要⛹🏻‍♀️作(zuo)用。同時，爲保(bao)證流量計在(zai)空調系統中(zhong)傳遞量值的(de)準确統一,應(yīng)當做好流量(liàng)儀表的質量(liàng)控制,按周期(qi)計劃定期檢(jiǎn)定或校準。
4)相(xiang)比于單純的(de)用測量誤差(chà)來表述測量(liang)結果,測量不(bú)确定度實用(yong)性更強,表述(shù)更加科學合(he)理,更能客觀(guan)地評價測量(liàng)結果的質量(liàng)和反映測量(liàng).過程中各因(yin)素對測量結(jie)✊果的影響。加(jiā)強測量不确(que)定度理論的(de)應用,在🐉質量(liang)控制具有重(zhòng)要意義。

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