摘要：以系列的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)學(xué)模型為依據(jù)，對(duì)液體渦輪流量計(jì)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)流量計(jì))誤差評(píng)定的方法做出具體地運(yùn)算、分析，并闡述觀點(diǎn)，得出結(jié)果；為技術(shù)人員合理選擇流量計(jì)的誤差評(píng)定方法提供較全面的理論論證和技術(shù)支持；

流量計(jì)量的主要內(nèi)容之一就是研究不同流體在不同條件下的流量測(cè)量方法，并提供相應(yīng)的測(cè)量?jī)x表。所以研究測(cè)量方法需對(duì)誤差進(jìn)行評(píng)定，選擇測(cè)量?jī)x表需關(guān)注質(zhì)量指標(biāo)，而誤差、準(zhǔn)確度等級(jí)等又是儀表主要的質(zhì)量指標(biāo)。基于以上因素，以流量計(jì)為對(duì)象，用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)其誤差評(píng)定結(jié)果做出具體分析、論證，以探討誤差評(píng)定工作的具體方法和選擇合理的方法。

1、簡(jiǎn)述相關(guān)名詞、術(shù)語(yǔ)定義

①法蘭夾裝式液體渦輪流量計(jì)：渦輪流量計(jì)是一種流量測(cè)量?jī)x表，流動(dòng)流體的動(dòng)力驅(qū)使渦輪葉片旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)速度與體積流量近似成比例（線性關(guān)系）。信號(hào)輸出方式包括脈沖、模擬量或數(shù)字通信方式。結(jié)構(gòu)原理見(jiàn)圖1。

②k系數(shù)：?jiǎn)挝惑w積的流體流過(guò)流量計(jì)時(shí)流量計(jì)發(fā)出的脈沖數(shù)。單位為（m³）-1或L-1；使用儀表K系數(shù)計(jì)算流量計(jì)示值誤差為A類(lèi)，使用累計(jì)流量計(jì)算流量計(jì)示值誤差為B類(lèi)；

③*大允許誤差：對(duì)給定的測(cè)量?jī)x器、規(guī)范、規(guī)程等所允許的誤差*限值。

④引用誤差：測(cè)量?jī)x器的誤差除以?xún)x器的特定值（注：該特定值一般稱(chēng)為引用值。例如：可以是測(cè)量?jī)x器的量程或標(biāo)稱(chēng)范圍的上限）。

⑤*小二乘法：就是在精確度相等的許多測(cè)量值中求得*優(yōu)概值（*佳值、*可信賴(lài)值）的方法，這時(shí)各測(cè)量值殘差的平方和應(yīng)為*小。

2、流量計(jì)的數(shù)學(xué)模型

2.1 使用儀表系數(shù)k計(jì)算示值誤差的公式

式中，Ky為*i檢定點(diǎn)*j次檢定的系數(shù)，（（m³）-1或L-1）；Ny為*i檢定點(diǎn)*j次檢定時(shí)流量計(jì)顯示儀表測(cè)的脈沖數(shù)；Vy為*i檢定點(diǎn)*j次檢定是標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)的的實(shí)際體積（m³或L）；β為檢定用液體在檢定狀態(tài)下的體積膨脹系數(shù)；（θ，）y、（θm）y為*i檢定點(diǎn)*j次檢定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)裝置和流量計(jì)處的液體密度；k為檢定用液體在檢定狀態(tài)下的壓縮系數(shù)；（Ps）y、（Pm）y為*i檢定點(diǎn)*j次檢定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)裝置和流量計(jì)處的液體表壓力，（Pa）。

2.2 使用累計(jì)流量計(jì)算示值誤差的公式

式中，Ey為*i檢定點(diǎn)*j次檢定的相對(duì)示值誤差，（%）；Vy為*i檢定點(diǎn)*j次檢定是標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)的的實(shí)際體積（m³或L）；（Va）y為*i檢定點(diǎn)*j次檢定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)器換算到流量計(jì)處狀態(tài)的累計(jì)流量值（m³）。

*i檢定點(diǎn)被檢流量計(jì)的相對(duì)是指誤差按

2.3 使用a、b值數(shù)據(jù)擬合計(jì)算引用誤差的公式

設(shè)流量計(jì)頻率f（Hz）為X，流量Q（L/s）為Y，即：

式中，n為測(cè)量點(diǎn)次數(shù)；Σx為x的代數(shù)和（*1點(diǎn)加至n點(diǎn)）；Σy為y的代數(shù)和；（Σx）²為每點(diǎn)和平方（1點(diǎn)加至n點(diǎn)）²；Σxy為每點(diǎn)fx乘Qy之和；Σx²為fx每點(diǎn)平方和（n²加n²加至n²）；

將計(jì)算出的、值代入公式Y(jié)=af+b中，和每個(gè)點(diǎn)相乘求出（理論值）；再算出每個(gè)流量點(diǎn)實(shí)際值與理論值之差值；找出*大的值除以其流量上限，即引用誤差E=Q（理論值）-Q（實(shí)際值）/Q（*大）。

3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理及分析

3.1 流量計(jì)相關(guān)技術(shù)信息說(shuō)明

選用金湖凱銘儀表有限公司的型號(hào)為KCLL-H10、編號(hào)為1037060的流量計(jì)。

3.2 流量計(jì)試驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理一覽表

數(shù)據(jù)說(shuō)明：為了更直觀地探討流量計(jì)在合理選擇誤差評(píng)定的方法以及由此涉及儀表計(jì)量特性等具體因素的影響，故在表1和表2中均分別以航空RP-3號(hào)噴氣燃油（低黏度）、航空10號(hào)液壓油（中黏度）為檢定介質(zhì)在相同的量程下檢定分別出2組數(shù)據(jù)；表1中誤差評(píng)定的計(jì)算公式來(lái)自JJG1037-2008《渦輪流量計(jì)檢定規(guī)程》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)規(guī)程）中（1）～（4），得出示值誤差（線性度）；表2中誤差評(píng)定的計(jì)算來(lái)自*小二乘法運(yùn)算公式算出值進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合求出理論值，*后得出儀表的引用誤差。此計(jì)算公式來(lái)自為《規(guī)程》以外的誤差評(píng)定方法。

3.3 流量計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析探討

從表1數(shù)據(jù)中可以很直觀地看出；兩種檢定介質(zhì)檢出的儀表示值誤差相差非常大，用燃油為檢定介質(zhì)的數(shù)據(jù)儀表示值誤差為0.65%，而用液壓油為檢定檢定介質(zhì)的儀表示值誤差為13%，這時(shí)因?yàn)榱髁坑?jì)工作時(shí)渦輪旋轉(zhuǎn)力矩是與被測(cè)流體的密度ρ成正比，被測(cè)流量密度發(fā)生變化將會(huì)直接影響到作用在渦輪上的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩成比例的增減，所以當(dāng)被測(cè)液體黏度大于15×10-6m²/s時(shí)，測(cè)量（示值）誤差就明顯增大，故流體黏度對(duì)流量計(jì)特性影響*大。這也就印證了速度式流量計(jì)只適合低黏度介質(zhì)測(cè)量工作。一般來(lái)說(shuō)，流量計(jì)的口徑越大，黏度變化對(duì)流量計(jì)線性影響越小，反之，口徑越小則影響就越大。

從表2數(shù)據(jù)中也可很直觀地看出：數(shù)據(jù)采用*小二乘法為流量計(jì)誤差評(píng)定的方法，通過(guò)計(jì)算求得兩組a、b值，進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，并得出相應(yīng)的儀表引用誤差（計(jì)算公式取自2.3節(jié)）；其中以燃油為檢定介質(zhì)的儀表引用誤差為0.13%，液壓油為檢定檢定介質(zhì)的儀表引用誤差為0.37%，流量計(jì)的精度等級(jí)有了明顯的提高。

通過(guò)對(duì)表1、表2兩組數(shù)據(jù)的分析探討，由此可以得出結(jié)論：無(wú)論此臺(tái)流量計(jì)的使用介質(zhì)是燃油（低黏度）還是液壓油（中黏度），*小二乘法的誤差評(píng)定方法都是此臺(tái)流量計(jì)*佳（合理）的評(píng)定和使用方法。此外此種評(píng)定方法還彌補(bǔ)了流量計(jì)自身計(jì)量特性的不足，有效地實(shí)現(xiàn)了速度式流量計(jì)對(duì)中黏度介質(zhì)的流量測(cè)量工作。

4、結(jié)束語(yǔ)

作為專(zhuān)業(yè)計(jì)量站的檢定人員，量值傳遞是主要工作，除此之外還有責(zé)任和義務(wù)要充分地運(yùn)動(dòng)好標(biāo)準(zhǔn)裝置等硬件設(shè)施，更好地提升實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的使用和學(xué)術(shù)價(jià)值。通過(guò)以流量計(jì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為具體實(shí)例，對(duì)其在不同介質(zhì)或相同介質(zhì)的測(cè)量條件下，如何合理地運(yùn)用、選擇誤差評(píng)定的方法等方面做出了較詳實(shí)地論述，并提出了有依據(jù)的觀點(diǎn)，實(shí)際工作中作參考。