1 引言
在JJF1001-1998《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》中[測(cè)量?jī)x器的]示值和[測(cè)量?jī)x器的]示值相對(duì)誤差分別定義為測(cè)量?jī)x器所給出的量的值和測(cè)量?jī)x器與對(duì)應(yīng)輸入量的真值之差除以真值。其中由顯示器直接讀出的值稱為直接示值,將它乘以儀器常數(shù)即為示值。另外,這個(gè)量可以是被測(cè)量、測(cè)量信號(hào)或用于計(jì)算被測(cè)量之值的其它量。[測(cè)量?jī)x器的]引用誤差定義為測(cè)量?jī)x器的誤差除以儀器的特定值。該特定值可以是測(cè)量?jī)x器的量程或標(biāo)稱范圍的上限。在流量?jī)x表的使用過(guò)程中,我們常用最大示值相對(duì)誤差或示值引用誤差來(lái)表示流量?jī)x表的允許誤差并判斷流量?jī)x表的準(zhǔn)確度等級(jí)。因此,想要了解流量?jī)x表的準(zhǔn)確度等級(jí)是否符合使用要求就需要將流量?jī)x表的示值相對(duì)誤差或引用誤差準(zhǔn)確的計(jì)算出來(lái)。
2 流量計(jì)的分類
流量計(jì)按輸出信號(hào)類型可分為脈沖輸出式流量計(jì)、模擬信號(hào)[(0,4-20)mA或(1-5)V等]輸出式流量計(jì)和智能式流量計(jì)。
3 流量計(jì)示值誤差的計(jì)算
下面我們按照流量計(jì)的分類來(lái)討論一下其示值誤差的計(jì)算。
3.1 脈沖輸出式流量計(jì)
速度式流量計(jì)為典型的脈沖信號(hào)輸出型流量?jī)x表,對(duì)于此類流量計(jì)如何計(jì)算示值相對(duì)誤差的方法在JJG198-1994《速度式流量計(jì)檢定規(guī)程》中已解釋的很清楚了。其計(jì)算公式如下:
式中:Fij、qij、Kij—分別為流量計(jì)第i個(gè)流量點(diǎn),第j次檢定采集的頻率(Hz)、標(biāo)準(zhǔn)的流量(L/s)以及流量系數(shù)(L-1)。
式中:Ki—檢定點(diǎn)平均儀表系數(shù),(m3)-1或L-1;n—每個(gè)流量檢定點(diǎn)的檢定次數(shù)。
式中:(Ki)max—流量計(jì)在流量測(cè)量范圍內(nèi)各流量檢定點(diǎn)得到的Ki中的最大值,(m3)-1或L-1;(Ki)min—流量計(jì)在流量測(cè)量范圍內(nèi)各流量檢定點(diǎn)得到的Ki中的最小值,(m3)-1或L-1;K0—本次檢定的流量計(jì)儀表系數(shù),(m3)-1或L-1。
以上述三式為基礎(chǔ)計(jì)算流量計(jì)的最大示值相對(duì)誤差
式中:EL—流量計(jì)最大示值相對(duì)誤差,%。
其中K0為按式(3)計(jì)算的流量系數(shù),因此式(4)變?yōu)槭剑?)并最終計(jì)算出流量?jī)x表的示值相對(duì)誤差。
以上是對(duì)新檢定或修理后的流量計(jì)計(jì)算示值相對(duì)誤差的方法,如果是使用中的周期檢定可用式(4)直接計(jì)算最大示值相對(duì)誤差,此時(shí)K0為上個(gè)周期檢定的儀表系數(shù)。
3.2 模擬信號(hào)輸出式流量計(jì)
流量計(jì)最為常見(jiàn)的模擬信號(hào)輸出為(4~20)mA或(1~5)V的模擬信號(hào),流量計(jì)的模擬信號(hào)可被采集至計(jì)算機(jī)中并由計(jì)算機(jī)軟件來(lái)轉(zhuǎn)換成流量值。在這類儀表送校時(shí),不可能將計(jì)算機(jī)送至檢定實(shí)驗(yàn)室,在現(xiàn)場(chǎng)檢定不容易實(shí)現(xiàn)的情況下,此類流量計(jì)的檢定結(jié)果只是(4~20)mA或(1~5)V的模擬信號(hào)對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)流量值的一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系。我們可以直接將這個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系輸入計(jì)算機(jī)來(lái)達(dá)到校正流量曲線的目的,這樣做流量計(jì)測(cè)量的準(zhǔn)確度是比較高的。但是,如果軟件沒(méi)有流量曲線校正的功能,我們可以通過(guò)公式(6)、(7)來(lái)計(jì)算被檢定的流量計(jì)的示值誤差,以便我們對(duì)流量計(jì)的準(zhǔn)確度作出一個(gè)合理的判斷。
式中:qij—流量計(jì)第i檢定點(diǎn)的第j次的讀數(shù);Iij、Vij—流量計(jì)第i檢定點(diǎn)的第j次測(cè)量時(shí)輸出的電流或電壓值;Imin、Imax—流量計(jì)測(cè)量范圍內(nèi)輸出的最小、最大電流值;Vmin、 Vmax—流量計(jì)測(cè)量范圍內(nèi)輸出的最小、最大電壓值。
式中:(qs)ij—第i檢定點(diǎn)第j次標(biāo)準(zhǔn)器的平均瞬時(shí)流量;qmax—流量計(jì)的測(cè)量范圍上限;Eij—流量計(jì)第i檢定點(diǎn)第j次檢定的示值相對(duì)誤差。
3.3 智能式流量計(jì)
智能式流量計(jì)的流量傳感器和顯示儀表部分為一個(gè)不可分割的整體。這類流量計(jì)可在顯示部分直接讀出流量測(cè)量值(瞬時(shí)流量q或累積流量Q),其示值相對(duì)誤差可采用公式(7)或公式(8)進(jìn)行計(jì)算:
式中:Qij—流量計(jì)第i檢定點(diǎn)第j次檢定的體積讀數(shù);(Qs)ij—標(biāo)準(zhǔn)器第i檢定點(diǎn)第j次檢定的體積讀數(shù)。
按式(9)計(jì)算可得到模擬信號(hào)輸出式流量計(jì)和智能式流量計(jì)的最大示值誤差。
式中:Ei—第i檢定點(diǎn)流量計(jì)相對(duì)誤差,%。流量計(jì)的最大示值誤差即?。‥i)max。
4 小結(jié)
總之,只要我們根據(jù)公式計(jì)算出流量計(jì)的最大示值誤差,我們即可知道該流量計(jì)能否滿足使用要求,并可對(duì)照檢定規(guī)程來(lái)確定流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)。