水表檢定裝置的測量不確定度評定

1 工作量器示值誤差的測量不確定度

根據規程JJG164－2000《液體流量標準裝置》，用100L二等標準金屬量器檢定工作量器，標準量器測得的工作量器在J點(diǎn)20℃下的實(shí)際容值V_20j的計算公式為

容積示值誤差：ΔV=V_G－V_20j

式中：V_20j—標準量器在j點(diǎn)20℃下給出的實(shí)際容積，L；

Vj—j點(diǎn)在檢定時(shí)，標準量器注入工作量器中水的容積值，L；

β—溫度為θ3時(shí)液體的體脹系數，1/℃；

a1，a2，a3—分別為工作量器標尺材料，工作量器材料，標準量器材料的線(xiàn)脹系數，1/℃；

θ1，θ2，θ3—分別為試驗室溫度，工作量器中液溫，標準量器中液溫，℃；

V_G—工作量器在j點(diǎn)的容積值，L；

設檢定介質(zhì)為水（βw=2.0×10^-4℃^-1），工作量器標尺及工作量器和標準量器材料為不銹鋼（a1，a2，a3均為17×10^-6℃^-1），θ1=27℃，θ2=19℃，θ3=17℃，標準不確定度計算如下：

有效自由度為：

2 標準量器在j點(diǎn)檢定時(shí)，標準容積的不確定度u（Vj）

依據國家計量檢定系統，二等標準金屬量器相對擴展不確定度δ=2.5×10-4，由于該值是利用k=2的包含因子得到，因此按正態(tài)分布：自由度ν（Vj）=∞

2.1 工作量器標尺材料線(xiàn)脹系數的不確定度u（a1）

工作量器標尺材料的線(xiàn)脹系數為17×10^-6℃^-1，按均勻分布：，自由度ν（a1）=50

2.2 工作量器材料線(xiàn)脹系數的不確定度u（a2）

工作量器線(xiàn)脹系數為17×10^-6℃^-1，按均勻分布：u自由度ν（a2）=50

2.3 標準量器材料的線(xiàn)脹系數u（a3）

標準量器線(xiàn)脹系數為17×10^-6℃^-1，按均勻分布：u自由度ν（a3）=50

2.4 試驗室室溫的標準不確定度u（θ1）

檢定時(shí)，采用最小分度值：0.1℃的溫度計，其允許誤差±0.2℃，按均勻分布：

自由度ν（θ1）=50

2.5 工作量器中液溫的標準不確定度u（θ2）

檢定時(shí)，采用最小分度值0.1℃的精密水銀溫度計，其允許誤差±0.2℃，按均勻分布：

自由度ν（θ2）=50

2.6 標準量器中液溫的標準不確定度u（θ3）

采用最分度小值0.1℃的精密水銀溫度計，其允許誤差±0.2℃，按均勻分布：10^-1℃^-1，自由度ν（θ）=50

2.7 水的體脹系數的不確定度u（βw）

水的體脹系數取2.0×10^-4℃^-1，按均勻分布：

自由度ν（β）=50

傳遞系數：C1=1    C2=-1.0

C3=1.00×10²L·℃^-1      C4=-1.70×10^-3L·℃^-1

C5=-4.00×10²L·℃^-1     C6=-1.66×10^-2L·℃^-1

C7=3.00×10²L·℃^-1      C8=-1.49×10^-2L·℃^-1

C9=1.00×10²L·℃^-1

從上面計算可知：u（ΔV）=2.00×10^-2L/100L×100%=0.020%    有效自由度ν_eff≈12

3 換向器的測量不確定度

將流量調至100m³/h，待其穩定后，操作換向器10次，換出時(shí)間為t_1i，換入時(shí)間為t_2i，平均值

t_min=0.1688s，根據換向器說(shuō)明書(shū)要求，換入、換出時(shí)間≤0.2s，則其按均勻分布，根據規程0.029%

自由度ν=n－1=9

4 裝置的合成不確定度

自由度

查表：t₉₅（ν_eff）=2.12      相對擴展不確定度：U_rel=2.12×0.035≈0.074%，取Urel=0.08%；k=2符合規程JJG164－2000《液體流量標準裝置》要求。

表1 標準不確定度一覽表