扭矩扳子检定装置不确定度评定_郑培松

1 凝结水收集和热能利用方案
从蒸汽及凝结水性质上分析，只要系统内凝结水压力始 终保持高于大气压力，使凝结水水温低于该压力下的沸点，无 蒸汽闪蒸逸出，凝结水的热能得到充分利用。如图 1 所示，设
图 1 凝结水回收系统原理图
1． 1 开式回收系统工艺方案 该 方案是从工艺产生蒸汽凝结水压力为P1 ，送入常压
4 不确定度评定
由于本标准装置含有多个不同量程的传感器，每个传感 器的评定过程基本相同，现仅以量程为（ 33 － 339） N·m 传感 器为例进行详述。
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本装置不确定度评定如下： 1） 扭矩扳子检定装置测量重复性引入的 A 类不确定度 分量：
n
∑（ xi － x） 2
扭矩扳子检定装置主要由扭矩扳子检定仪（ 包括： 标准扭 矩传感器、稳压电源、显示仪表） 、底座和横纵向推进螺杆等 组成。
其工作原理是把扭矩扳子装在扭矩传感器上，利用纵向 推进手轮使扳子产生旋转。由于扭矩传感器是固定在基座上 的，所以在扭矩扳子转动作用力的作用下产生扭矩信号输出， 显示仪表对输出信号进行采集处理，即时显示出当前扭矩传 感器所受到的扭矩值。其中显示仪表显示的扭矩为标准扭矩 值，这一扭矩与扭矩扳子显示的扭矩进行对比，可以得到其显 示差值，经过计算后就确定了被检扭矩扳子的准确度等级。
扭矩扳子检定仪的相对扩展不确定度 U
U = 2 × uc = 0． 26% （ k = 2，，q = 95% ）
（ 8）
7 测量不确定度报告
以上评定根据 JJF1059 － 1999《测量不确定度评定与表
示》进行的。依据 JJG707 － 2003《扭矩扳子》检定规程要求进
行操作，扭矩扳子检定装置不确定度为：
仪器仪表用户 doi： 10． 3969 / j． issn． 1671-1041． 2011． 06． 044
□人才培养□
扭矩扳子检定装置不确定度评定
郑培松，钱 斌，黄智渊，周 羽
（ 海军航空仪器计量站，上海 200436）
摘要： 本文介绍了扭矩扳子检定装置的组成及原理，详细分析了扭矩扳子检定装置不确定度评定，对其他计量测试项目的不
凝结水密闭式回收系统的工艺设计及仪表控制方案。包括回收系统组成、防汽蚀装置 / 喷射泵新技术采用，凝结水收集容器
液位控制方案等。提出了液位控制设备的选择原则，以及闪蒸罐操作压力 / 容积计算。
关键词： 蒸汽凝结水； 闭式回收； 液位控制
中图分类号： TK284． 1
文献标志码： B
0 引言
中石化中原石化有限责任公司新建 60 万吨 /年甲醇制 烯 烃 装 置 （ 简 称 MTO 装 置） 工 艺 蒸 汽 加 热 产 生 高 压 （ 3． 0MPaG） 、中压（ 1． 0MPaG） 及 低 压 （ 0． 2MPaG） 蒸 汽 凝 结 水， 流量分别为 8t / h、55t / h 和 15t / h，高压和低压凝结水为饱和 状态，中压凝结水经过分布余热利用为过冷状 态 （ 125℃ ） 。 高压凝结水进入高压凝结水闪蒸罐回收 0． 375MPaG 蒸汽后 进入低压凝结水闪 蒸 罐 ，中 压 、低 压 凝 结 水 直 接 进 入 低 压 闪 蒸罐 。乏汽的收集 、凝 结 水 的 输 送 、热 量 的 回 收 等 在 设 计 中 需要 考 虑［1］。本 文 针 对 回 收 方 式、液 位 控 制 进 行 分 析 和 探讨。
2 数学模型
δ = M －Q
（ 1）
式中，δ 为扭矩扳子的示值误差，单位 Nm； M 为扭矩扳子检定装置
的扭矩值，单位 Nm； Q 为扭矩扳子的扭矩值，单位 N·m。
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3 不确定度的来源
引起校准偏差的因素有人员、设备、校准方法、环境等，结 合本标准装置特点，不确定度来源主要有以下几项：
1） 标准装置重复性引入的不确定度； 2） 扭矩扳子检定仪（ 标准扭矩传感器及其带稳压电源的 显示仪表） 示值误差引入的不确定度分量； 3） 扭矩扳子检定仪显示仪表分辨力引入的不确定度 分量； 4） 扭矩扳子检定仪长期稳定性引入的不确定度分量； 5） 扭矩扳子检定仪零点恢复引入的不确定度分量； 6） 扭矩扳子检定仪由于温度影响引入的不确定度。
± 0. 3% ，取半宽度，其概率分布为正态分布且有较高的置信
概率 P = 99． 73% k = 2． 58，所以扭矩扳子检定仪引入的不确
定度分量：
uB1 = 0. 003 / k1 = 0. 11%
（ 3）
b． 扭矩扳 子 检 定 仪 显 示 仪 表 分 辨 力 引 入 的 不 确 定 度
分量
显示仪表分辨力为： Res = 0． 1 N·m，取半宽度，其概率分
确定度分析有一定的参考价值。
关键词： 扭矩扳子检定装置； 不确定度评定
中图分类号： TB935
文献标志码： B
0 引言
鉴于扭矩扳子 在 汽 车、兵 器、航 空、核 电、航 天、造 船 等 行 业中的广泛应用，为保证扭矩扳子量值传递的准确、统一、可 靠，需定期的对扭矩扳子进行检定和校准。
1 标准装置的组成和测量原理
［2］ 叶德培． 计量基础知识［M］． 中国人民解放军总装电子信息 部技术基础局，1999： 82-107．
［3］ 陈奕钦． 测量不确定度 93 国际指南应用实例［M］． 中国计 量出版社，1998．
［4］ 国防军工计量基础知识［M］． 国防技术工业委员会计量考 核办公室，2001．
［5］ JJF1059-1999 测量不确定度评定与表示． 国家质量监督检 验检疫总局发布，1999．
U = 0． 26% （ k = 2）
（ 9）
8 结论
由于本装置的不确定度为 U = 0． 26% （ k = 2） ，所以依据
JJG707 － 2003《扭矩扳子》检定规程，可以开展对 1 级、2 级、5 级、10 级的扭矩扳子进行检定和校准。□
参考文献
［1］ 商维禄，钱顺章． 现代扭矩测量技术［M］． 上海交通大学出 版社，1998： 146-148．
为均与分布，k = 槡3，扭矩扳子检定仪长期稳定性引入的不确 定度分量为：
uB3 = Sb / （ 2 槡3） = 0． 019% / （ 2 槡3） = 0． 005% （ 5） d． 扭矩扳子检定仪零点恢复引入的不确定度分量 根据上级计量部门给出的检定证书，扭矩扳子检定仪回
零差 Zr = 0，其概率分布为均匀分布，取 k = 槡3 ，所以在 200 Nm 零点恢复引入的不确定度分量分别为：
槡 uA1 =
i =1
m（ n － 1）
x = 0. 016%
（ 2）
2） 按 B 类不确定度评定
a． 扭矩扳子检定仪（ 标准扭矩传感器及其带稳压电源的
显示仪表） 示值误差引入的不确定度
根据上级计量部门给出的检定证书，扭矩扳子检定仪（ 标
准扭矩传 感 器 及 其 带 稳 压 电 源 的 显 示 仪 表） 示 值 误 差 为
uB4 = Zr / （ 槡3 × 200） = 0
（ 6）
e． 扭矩扳子检定仪由于温度影响引入的不确定度
扭矩扳子要求的温度范围为： 10℃ ～ 30℃ ，实际能达到
的温度范围为： （ 20 ± 5） ℃ ，所以，扭矩扳子检定仪由于温度影
响引入的不确定度分量可以忽略不计。
EIC Vol． 18 2011 No． 6 113
□人才培养□ doi： 10． 3969 / j． issn． 1671-1041． 2011． 06． 045
仪器仪表用户
MTO 装置蒸汽凝结水回收及其控制优化
张兴春
（ 中国石化工程建设公司，北京 100101）
摘要： 本文从运行可靠、安全、环保等方面介绍了煤化工行业甲醇制烯烃装置中蒸汽凝结水回收方案，重点描述了采用新型
5 合成标准不确定度
经分析，上述列出的扭矩扳子检定仪 B 类主要不确定度 分量互不相关，合成标准不确定度为各测量标准不确定度分
量 δi 的方法和根值（ k = 槡3） ： 扭矩扳子检定仪合成标准不确定度 uc
槡∑ ∑ uc =
（ uAi ） 2 + （ uBi ） 2 = 0． 13%
（ 7）
6 相对扩展不确定度的评定
［6］JJG 707-2003 扭矩扳子检定规程． 国家质量监督检验检疫总 局发布，2004．
作者简介： 郑培松 男，工程师，从事计量工作； 周羽，男，助工，从事计 量工作。 收稿日期： 2011-06-09
114 EIC Vol． 18 2011 No． 6
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用汽设备返回的凝结水压力为 P1 ，凝结水回收集水罐的工作 压力为 P2 ，大气压力为 P0 。当 P2 越接近于 P1 时，回收系统闭 式程度越高，节能率越高； 反之，P2 越接近于 P0 时，回收系统 的密闭程度越差，节能率越小。显然，开式或闭式系统判断的 标准是 P2 、P1 、P0 三者的大小关系。当 P2 = P0 时，就不能称为 密闭式回收系统，就变成了开式回收系统［2］。
布为均匀分布，k = 槡3，扭矩扳子检定仪显示仪表分辨力引入 的不确定度分量为：
uB2 = Res / （ 2 槡3 × 200） × 100% = 0． 1 / （ 2 槡3 × 200） ×
100% = 0． 014%
（ 4）
c． 扭矩扳子检定仪长期稳定性引入的不确定度分量
扭矩扳子检定仪长期稳定性 Sb = 0． 019% ，其概率分布