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论流量计示值误差的计算

时间:2021-08-02 21:22:46 来源:未知 点击:

 1 引言

    在JJF1001-1998《通用计量术语及定义》中[测量仪器的]示值和[测量仪器的]示值相对误差分别定义为测量仪器所给出的量的值和测量仪器与对应输入量的真值之差除以真值。其中由显示器直接读出的值称为直接示值,将它乘以仪器常数即为示值。另外,这个量可以是被测量、测量信号或用于计算被测量之值的其它量。[测量仪器的]引用误差定义为测量仪器的误差除以仪器的特定值。该特定值可以是测量仪器的量程或标称范围的上限。在流量仪表的使用过程中,我们常用最大示值相对误差或示值引用误差来表示流量仪表的允许误差并判断流量仪表的准确度等级。因此,想要了解流量仪表的准确度等级是否符合使用要求就需要将流量仪表的示值相对误差或引用误差准确的计算出来。

    2 流量计的分类

    流量计按输出信号类型可分为脉冲输出式流量计、模拟信号[(0,4-20)mA或(1-5)V等]输出式流量计和智能式流量计。

    3 流量计示值误差的计算

    下面我们按照流量计的分类来讨论一下其示值误差的计算。

    3.1 脉冲输出式流量计

    速度式流量计为典型的脉冲信号输出型流量仪表,对于此类流量计如何计算示值相对误差的方法在JJG198-1994《速度式流量计检定规程》中已解释的很清楚了。其计算公式如下:

    式中:Fij、qij、Kij—分别为流量计第i个流量点,第j次检定采集的频率(Hz)、标准的流量(L/s)以及流量系数(L-1)。

    式中:Ki—检定点平均仪表系数,(m3)-1或L-1;n—每个流量检定点的检定次数。  

    式中:(Ki)max—流量计在流量测量范围内各流量检定点得到的Ki中的最大值,(m3)-1或L-1;(Ki)min—流量计在流量测量范围内各流量检定点得到的Ki中的最小值,(m3)-1或L-1;K0—本次检定的流量计仪表系数,(m3)-1或L-1。

    以上述三式为基础计算流量计的最大示值相对误差

    式中:EL—流量计最大示值相对误差,%。

    其中K0为按式(3)计算的流量系数,因此式(4)变为式(5)并最终计算出流量仪表的示值相对误差。

    以上是对新检定或修理后的流量计计算示值相对误差的方法,如果是使用中的周期检定可用式(4)直接计算最大示值相对误差,此时K0为上个周期检定的仪表系数。

    3.2 模拟信号输出式流量计

    流量计最为常见的模拟信号输出为(4~20)mA或(1~5)V的模拟信号,流量计的模拟信号可被采集至计算机中并由计算机软件来转换成流量值。在这类仪表送校时,不可能将计算机送至检定实验室,在现场检定不容易实现的情况下,此类流量计的检定结果只是(4~20)mA或(1~5)V的模拟信号对应标准流量值的一个对应关系。我们可以直接将这个对应关系输入计算机来达到校正流量曲线的目的,这样做流量计测量的准确度是比较高的。但是,如果软件没有流量曲线校正的功能,我们可以通过公式(6)、(7)来计算被检定的流量计的示值误差,以便我们对流量计的准确度作出一个合理的判断。

    式中:qij—流量计第i检定点的第j次的读数;Iij、Vij—流量计第i检定点的第j次测量时输出的电流或电压值;Imin、Imax—流量计测量范围内输出的最小、最大电流值;Vmin、 Vmax—流量计测量范围内输出的最小、最大电压值。

   式中:(qs)ij—第i检定点第j次标准器的平均瞬时流量;qmax—流量计的测量范围上限;Eij—流量计第i检定点第j次检定的示值相对误差。

    3.3 智能式流量计

    智能式流量计的流量传感器和显示仪表部分为一个不可分割的整体。这类流量计可在显示部分直接读出流量测量值(瞬时流量q或累积流量Q),其示值相对误差可采用公式(7)或公式(8)进行计算:

    式中:Qij—流量计第i检定点第j次检定的体积读数;(Qs)ij—标准器第i检定点第j次检定的体积读数。

    按式(9)计算可得到模拟信号输出式流量计和智能式流量计的最大示值误差。

    式中:Ei—第i检定点流量计相对误差,%。流量计的最大示值误差即取(Ei)max。

    4 小结

    总之,只要我们根据公式计算出流量计的最大示值误差,我们即可知道该流量计能否满足使用要求,并可对照检定规程来确定流量计的准确度等级。

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