涡街流量计不确定度02-11-131

校准涡街流量计测量结果不确定度评定
1.概述
根据《JJG1029-2007涡街流量计检定规程》，涡街流量计的工作原理是利用卡门涡街原理。

在流体中安放旋涡发生体，流体在旋涡发生体下游两侧交替地分离释放出两列有规律的交错排列的旋涡，在一定的雷诺数范围内，该旋涡的频率与旋涡发生体的几何尺寸、管道的几何尺寸有关，旋涡的频率正比于流量，此频率可由探头检出。

2 .评定模型 2.1数学模型
%100⨯-=
s
s
I Q Q Q E
式中： E I — 流量计的相对示值误差；
Q — 流量计的平均累积流量； Q s — 实际平均累积流量。

2.2灵敏系数
V 的灵敏系数：s Q Q f C 11=∂∂=
t 的灵敏系数： 22s
s Q Q
Q f C -=∂∂=
选取一只口径为25mm 、准确度为0.5级的涡街流量计；型号为LWGY 。

试验流量为10m 3/h ，流量计的平均累积流量为998L ，实际平均累积流量为1000L 。

则 131101100011--⨯===
L Q C s 132
2210998.01000998--⨯-=-=-=L Q Q C s
3.不确定度来源分析：
3.1流量计的平均累积流量标准不确定度u(Q)引起的不确定度分量u 1 u 1 =│C 1│u(Q)
其中：u(Q)由下列分量构成， ⑴测量重复性引起的不确定度分量u 11 测量10次，流量计示值如下：
998；997；997；999；999；999；997；997；999；998（L ） 平均值：998L
s = 1.06L
规程要求每个流量点至少试验3次，现取3次。

所以
L n s u 61.0306.111===
自由度 ν11 = n-1=10-1= 9
⑵流量计读数最小分度值引起的不确定度分量u 12
25mm 涡街流量计读数的最小分度值为1L 。

按均匀分布，可靠性为25%，由此引起的标准不确定度为：
L u 58.03
112==
自由度：8)100
25(21212=⨯=
-ν
所以，流量计的平均累积流量标准不确定度u(Q)为
L u u Q u 84.058.061.0)(222
12211=+=+=
u 1 =│C 1│u(Q)= 1×10-3×0.84 = 0.84×10-3
其有效自由度
17858
.0961.0)58.061.0()(4
422212
4121141122122111
=++=+
+=νννu u u u eff
3.2实际平均累积流量标准不确定度u(Q s )引起的不确定度分量u 2 u 2 =│C 2│u(Q s )
其中u(Q s )由下列分量构成：
⑴工作量器使用段判读误差引起的不确定度分量u 21
1000L 工作量器使用段的最小分度值为1L 。

允许有不超过1/2最小分度值的读数误差，则最大判读误差为0.5L 。

按均匀分布，可靠性为25%。

由此引起的标准不确定度为
L u 29.03
5.021==
自由度：8)100
25(212
21=⨯=
-ν
⑵工作量器容积示值最大误差引起的不确定度分量u 22
工作量器容积示值最大允许误差为0.1%，按均匀分布，可靠性为25%。

由此引起的标准不确定度为u 22
L u 58.03
1000
%1.022=⨯=
自由度：8)100
25(21222=⨯=
-ν ⑶检定工作量器的上一级标准量器的综合极限误差引起的不确定度分量u 23
依据国家计量检定系统，二等标准金属量器的相对扩展不确定度为2.5×10-4，包含因子为k=3。

可得标准不确定度
L u 083.03
1000
105.2423
=⨯⨯=-
按正态分布，自由度 ν23 = ∞
所以，实际平均累积流量标准不确定度u(Q s )为
L u u u Q u s 65.0083.058.029.0)(2222
23222221=++=++=
u 2 =│C 2│u(Q s ) = 0.988×10-3×0.65 = 0.65×10-3
其有效自由度
12858.0829.0)083.058.029.0()(44222223
423224
22
214212
2232222212
=+++=+
+++=ννννu u u u u u eff
4.标准不确定度一览表 不确定度来源 标准不确定度u （xi ） 灵敏系数Ci 标准不确定度分量
ui
自由度
1流量计累积流量 1.1测量重复性 1.2读数最小分度值 0.84L 0.61L 0.58L 1×10-3L -1
0.84×10-3
17 9 8
2实际累积流量 2.1工作量器判读误差 2.2容积示值最大误差 2.3标准量器综合极限误差
0.65L 0.29L 0.58L 0.083L
0.998×10-3L -1 0.65×10-3
12 8 8 ∞
5.合成标准不确定度计算
36222
221101.110)65.084.0()(--⨯=⨯+=+=u u E u I c
6.扩展不确定度评定
6.1计算有效自由度
()
()
8.281265.01784.065.084.04
42
2
22
4
2141
2
222
1=++=+
+=eff eff eff
u u u u
ννν
6.2计算相对扩展不确定度U rel
U rel = ku c
以νeff =30，p=0.95，查t 分布表，得到包含因子k=2
U 95rel =2×1.1×10-3=2.2×10-3
6.3不确定度评定报告
校准涡街流量计测量结果扩展不确定度为：
U 95rel =2.2×10-3；νeff =30。