電磁流量(liàng)計 是一種基于電(dian)磁感應定律,根據(ju)導電流體通過外(wai)🌐加磁場時産生的(de)電動勢來測量導(dǎo)電流體流量的一(yi)種👈新型流量測量(liàng)儀表。測量時不受(shòu)流體密度、粘度、電(dian)導率變化的影響(xiǎng),感應電壓信号❤️與(yǔ)管道内的平均流(liu)速🛀呈線性相關,測(cè)量精度高。正是由(you)于這種穩定的計(ji)量特性,電磁流量(liang)計被廣泛🏃🏻應用于(yú)制冷⁉️領域各種焓(han)差實驗室、熱泵實(shi)驗室及水冷實驗(yan)室,用作流量監測(cè)的儀表。重點闡述(shu)了電磁流量計在(zài)溴化锂制冷機流(liú)量測試中的應用(yòng)及運行效果;文獻(xiàn)[7]提出利用電磁流(liú)量計等高精度設(shè)備,采用焓差♌法設(shè)計遠程監控移動(dòng)式制冷設備性能(neng)檢測儀，解🈲決使用(yong)現場對制冷空調(diào)機組性能校驗困(kun)難的問📱題;則利用(yong)電磁流量計等設(she)備設計出一種以(yǐ)STM32F401RE爲控制核心的能(néng)耗監測系統用以(yǐ)評估水源🔴熱泵系(xì)統的節能狀況。
　　然(rán)而,流量作爲制冷(lěng)空調系統冷熱量(liang)計量的重要測定(dìng)💔參🈲數,其檢測相比(bǐ)于溫度、壓力等參(cān)數要複雜得多。其(qi)主要原因在❌于流(liu)量計在工作時，溫(wēn)度、壓力、流速分布(bu)、空管幹擾、流體電(dian)導率、流體相态以(yǐ)及磁場邊緣效🈲應(ying)等諸多因素均會(huì)對測量結🥰果産生(sheng)偏差。因此，測量㊙️結(jié)果是否準🆚确可靠(kào),可信程度如何,是(shi)實驗室每位試驗(yàn)人員都關心的問(wèn)題。測量不确定度(du)是說明測量結果(guo)的不可确定程⚽度(du)和可信程度🐕的♻️參(can)數'。目前大多電磁(cí)流量計在計量特(te)🚶‍♀️性方面也僅标明(míng)儀表的最大允許(xu)誤差或其準确度(du)等級,而未對流量(liang)計測量結果的不(bú)确定度作出相應(yīng)的說明，而流量測(cè)量結果的表述必(bi)須在表明被測量(liàng)值的同時賦予該(gai)值相關的測量不(bu)确定度,才是完整(zheng)并且有意🐅義的。
　　鑒(jian)于流量監測在空(kōng)調制冷系統中的(de)重要性，以JJG1033-2007《電🐇磁流(liú)量計檢定規程》和(hé)JJF1059-2012《測量不确定度評(ping)定與表示》作爲技(ji)術支撐[16],對電磁流(liú)量計用水流量标(biao)準裝置進行校準(zhun),建立數學模型,詳(xiáng)細🌈闡述電磁流量(liang)計示值誤差的不(bú)确定度評定方法(fa),具體分析各個分(fèn)量♻️引人的标準不(bu)确定度,并揭示各(gè)分量在合成标準(zhun)不确定度中所占(zhàn)的比重。評定結果(guǒ)可供參考或符合(hé)測量條件的予以(yǐ)直接應用。
1概述
1.1測(cè)量依據.
　　依據JJG1033-2007《電磁(cí)流量計檢定規程(chéng)》。
1.2測量标準
　　測量标(biāo)準及主要配套設(shè)備爲經相應法定(dìng)計量檢👌定機構檢(jiǎn)定的DN(65~100)mm水流量标準(zhǔn)裝置，不确定度爲(wèi)Urel=0.11%(k=2)。
1.3測量過程與方法(fa).
　　在環境溫度20℃,相對(dui)濕度65%,外界磁場、機(jī)械振動和噪聲📞對(duì)流量計♌的影響忽(hū)略不計的條件下(xia)對DN80,最大流量qmax爲100m3/h,精(jing)度等🎯級爲0.5級的電(dian)磁流量計進行測(ce)量。計算電磁流量(liàng)計測量結果的相(xiàng)對示值誤差🔞，并評(píng)定測量結果的不(bú)确定度。
2數學模型(xíng)
2.1單次測量時的相(xiang)對示值誤差
　　電磁(ci)流量計各流量點(dian)單次測量時的相(xiang)對示值誤差(即第(di)i個檢定點第j次檢(jiǎn)定的相對示值誤(wu)差Eij,簡記爲E)爲:
 
　　式(1)中(zhōng):E爲單次測量時被(bei)檢流量計的相對(dui)示值誤差(%);Q爲單次(ci)測量時被檢流量(liàng)計顯示的流量值(zhí)(m3);Qs爲單次測量時标(biao)準器換算🌏到流❓量(liàng)計處狀态的累積(jī)流量💚值(m3)。
2.2單次測量(liang)時标準器換算到(dào)流量計處狀态的(de)累積流♊量值👉Q。
 
　　式(2)、式(shì)(3)中:V,爲單次測量時(shi)标準器測得的液(ye).體實際體積(m3);β爲測(cè)🥵量用🥵液體在測量(liàng)狀态下的體積膨(péng)脹系數(℃-1);0,0m分别爲單(dān)次測㊙️量時🌈标準㊙️器(qi)和流量計處的液(yè)體溫度(℃);K爲測量用(yòng)液📞體在測量狀态(tai)下的壓縮系數(Pa-1);p。,pm分(fen)别🛀爲單次測量時(shí)标準器和流量計(ji)處的液體壓力(Pa)。
2.3靈(ling)敏系數與不确定(ding)傳播律
　　當被測量(liàng)的測量模型爲線(xiàn)性函數y=ƒ(x1，X2,...Xn),在Xi=xi時,靈敏(mǐn)系數🤟ci通📐常是對測(ce)量函數ƒ在Xi=xi處取--階(jie)偏導數得到，即:
 
　　靈(ling)敏系數是一個有(yǒu)單位和符号的量(liàng)值，它表明了被測(cè)量估計值的不确(que)定度uc(y)受輸人量xi的(de)不确定度u(xi)影響的(de)敏感程度。當📐全部(bu)輸人量是彼此獨(dú)立或互不相關時(shi),被測量的估計值(zhi)y的合成标準不确(què)定度uc(y)爲:
 
式(5)中:分量(liang)ui(y)=ciu(xi)。
3示值誤差測量結(jié)果的不确定度分(fèn)析
3.1數學模型與靈(líng)敏系數
數學模型(xing)見式(1)
靈敏系數
 
3.2輸(shu)人量的标準不确(què)定度分析
　　由數學(xué)模型可知，測量結(jie)果相對示值誤差(chà)E的标準不🏃🏻‍♂️确定度(du)的主要來源于:
1)被(bèi)檢流量計顯示的(de)累積流量值Q引人(ren)的标準不确定度(dù)分量;
2)标準器換算(suan)到流量計處狀态(tai)的累積流量值Q.引(yin)入的标準不‼️确定(ding)度分量。
3.3合成标準(zhǔn)不确定度分析
　　由(you)于Q≈Q。,則示值誤差的(de)合成标準不确定(ding)度爲:
 
　　該次試驗被(bei)檢對象爲0.5級最大(dà)流量qmax爲100m3/h的電磁流(liu)量計,其測❄️量數🐪據(jù)如表1所示下面以(yǐ)測量點10%qmmax=10m3/h爲例,分别(bié)分析相對标準不(bu)确定度urel(Q)和tUrel(Qs)。
 
3.4相對标(biao)準不确定度urel(Q)的分(fen)析
　　單次測量時被(bei)檢流量計顯示的(de)累積流量值Q引人(ren)的标🌈準不确♉定度(dù)分量urel(Q)主要來源于(yu)被檢電磁流量計(ji)的🌈測量重複性,用(yong)🏃🏻A類方法評定。根據(ju)JJG1033-2007《電磁流量計檢定(ding)規程》流量計的重(zhong)複性規定:當每🛀個(gè)流量點重複檢定(dìng)n次時,使用相對示(shi)值誤差的流量計(ji)的重複性爲:
 
　　式(9)中(zhong):(Er)i爲被檢流量計第(di)i檢定點的重複性(xìng);Ei爲被檢流🔞量計第(dì)😘i檢📐定點的相對示(shi)值誤差
 
　　所以該電(diàn)磁流量計在10m3/h處的(de)重複性按式(9)計算(suan)得(Er)1爲0.025%,由于在此🔅測(ce)量點下實際重複(fu)測量了3次,所以由(yóu)被檢電🐉磁流量計(ji)的測✔️量重🐪複性引(yǐn)入的标準不确定(ding)度分量爲:
 
3.5相對标(biāo)準不确定度Urel;(Qs)的分(fen)析
3.5.1數學模型與靈(líng)敏系數
 
3.5.2輸人量的(de)标準不确定度分(fen)析
　　标準器換算到(dao)流量計處狀态的(de)累積流量值Qs引人(ren)的标準不确定度(dù)分量主要來源于(yu):
1)水流量标準裝置(zhì)引人的标準不确(que)定度分量u1(Qs)
　　标準裝(zhuang)置由上一級法定(dìng)計量技術機構檢(jiǎn)定，查閱❌證書🥵可知(zhī),水流量标準裝置(zhì)的相對不确定度(du)爲Urel=0.11%(k=2),則:urel(Vs)=0.055%,Vs在10m3/h處的測得(de)值約爲122.363m3(取10m3/h處标準(zhun)容積的平均值)，則(ze):
 
2)檢測用介質的體(ti)積膨脹系數β引人(rén)的标準不确定度(dù)分量u2(Qs)
　　檢測介質爲(wei)循環水，測量時測(cè)得标準器和流量(liang)計處的⭐水溫分别(bié)爲20℃和20.5℃。查閱相關資(zi)料得知水在20℃時β=2.08×10-4℃-1且(qie)變化量爲±8×10-6°C-1。假設爲(wei)均勻分🥰布,則:
 
3)标準(zhun)器和流量計處的(de)液體溫度θs,θm引人的(de)标準不确定度分(fen)♌量u3(Qs)、u4(Qs)
　　水溫測量所用(yòng)的鉑熱電阻其誤(wù)差限均爲±0.1℃,假設滿(man)足🏃‍♂️均勻分布,則:
 
4.6合(he)成标準不确定度(du)
　　爲了便于分析,将(jiāng)以上各輸人量的(de)标準不确定度分(fen)量列表彙總,如表(biǎo)2所示。當全部輸入(rù)量彼此獨立或互(hu)不相關時,被測量(liàng)的相對示值誤差(cha)E的合成标準不确(què)定度爲:
 
　　所以該電(dian)磁流量計在校準(zhun)點10m3/h處示值誤差的(de)不确定度爲🌈:
Ure=k·uc=0.12%6(k=2)
4測量(liang)結果及不确定度(du)報告
　　根據表2中的(de)數據,由不确定度(du)傳播率公式U2c=Σu2i,分析(xi)各标準🐕不确定度(dù)分量方差u2i對合成(cheng)标準方差U2c的影響(xiǎng)程度,得到💰測量重(zhòng)複性、标👅.準裝置及(jí)溫度、壓力和膨脹(zhang)系數等其他因素(su)引人的分量在最(zuì)終評定結果✔️中的(de)占比分别爲6.1%、93.8%、0.1%。同理(lǐ),根據校準原始記(jì)錄對其餘各流量(liang)校準點引人的不(bu)⚽确定度urel(Q)和urel(Qs)進.行分(fèn)析,得到電磁流量(liang)計的測量結果如(rú)表3所示。
 
5結束語
　　測(ce)量不确定度是一(yi)個定量說明給出(chu)測量結果的不可(ke)确🐕定程度和可信(xìn)程度的參數,表征(zhēng)了測量結果的分(fèn)散區間。通過對電(dian)磁流量計測量結(jié)果不.确定度的評(píng)定并結合圖🌈1、表2和(hé)表3的數據分析,可(ke)以得☀️出下列結論(lun):
1)随着校準流量點(diǎn)的不同,各輸人量(liang)标準不确定度分(fèn)♻️量是一個關于Qs的(de)線性函數,但相對(dui)不确定度基☔本保(bao)持一緻。這也就是(shì)爲什麽在流量計(ji)量中常用相對不(bu)确定度表示的原(yuan)因所在。
2)被測量示(shì)值誤差的合成标(biao)準不确定度爲0.06%,而(ér)測量重複✍️性和☔标(biāo)準裝置引人的标(biao)準不确定度分量(liàng)分别爲0.014%和0.055%。由不确(que)🆚定度傳播率可知(zhī)，測量重複性和标(biāo)準裝置是測量結(jie)果不确定度引人(ren)的主要分量,兩者(zhe)在最終的不确定(dìng)度評定中占比可(kě)達到99.9%;而溫度、壓力(lì)、膨脹系數等其他(tā)因素對最終評定(dìng)結果的影🔴響僅爲(wei)0.1%。跟前🧑🏾‍🤝‍🧑🏼者相比，兩者(zhe)相差不止一個數(shu)量級,前‼️者在最終(zhōng)的評定結果中占(zhan)着更爲㊙️較大的比(bi)重。因此在實際應(yīng)用中可以忽略其(qi)對測量結果的影(yǐng)響㊙️。
3)水流量标準裝(zhuāng)置作爲計量标準(zhun),其不确定度的高(gao)低能直接反映流(liu)量計的測量誤差(cha),進一步驗證了計(ji)量标準在量值傳(chuan)遞與量值溯源中(zhōng)起到的重要🈲作用(yong)。同時，爲保證流量(liang)計在空調系統中(zhong)傳遞量值的準确(què)統一,應當做好流(liú)量儀表的質量控(kong)制,按周🏃🏻期計劃定(ding)期檢定或校準🐉。
4)相(xiang)比于單純的用測(ce)量誤差來表述測(cè)量結果,測量不确(què)🛀🏻定度實用性更強(qiáng),表述更加科學合(he)理,更能客觀地評(píng)價測量結果的質(zhì)量和反映測量.過(guo)程中各因素對測(cè)量結果的影響。加(jiā)強測量不确定度(du)理論的應用,在質(zhi)量控制具有重要(yao)意義。

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