[導(dǎo)讀] 本篇文章主要是對(duì)明渠流量計(jì)中的巴歇爾(Parshall)槽進(jìn)行的測量不確定度分析,以及個(gè)人的一些見解。本文主要的測量方法依據(jù)JJG711-1990《明渠堰槽流量計(jì)》檢定規(guī)程,對(duì)以明渠流量計(jì)為主構(gòu)成的終端排放計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行測量。在被檢流量計(jì)最大流量的20%~100%范圍內(nèi),均勻選取5個(gè)流量測試點(diǎn)。測試時(shí),記錄被檢流量計(jì)的顯示值Qi和液位高度hai,并同時(shí)記錄測得的液位高度haci,按公式計(jì)算出理論值Qli,分別求出每個(gè)測試點(diǎn)的平均值,每個(gè)流量測試點(diǎn)上進(jìn)行觀測的讀數(shù)不少于5組。
根據(jù)JJG711-1990《明渠堰槽流量計(jì)》檢定規(guī)程的要求,那么明渠流量計(jì)數(shù)學(xué)模型以及不確定度分析如下:被檢流量計(jì)的示值誤差如下:
式中:Ei—被檢流量計(jì)示值誤差;—第i次測試中,公式計(jì)算出的理論平均值,m3/s。
>是理論計(jì)算值的平均值,受到標(biāo)準(zhǔn)液位計(jì)的測量誤差和液位波動(dòng)的影響。因此,可以把數(shù)學(xué)模型展開如下:
式中:ΔQig—受到讀數(shù)和液位波動(dòng)的影響引起的誤差,m3/s;ΔQsig—受標(biāo)準(zhǔn)液位計(jì)因液位波動(dòng)的影響引起的誤差,m3/s;
1 方差和傳播系數(shù)
y=f(x1,x2,?,xN)(3)
當(dāng)全部輸入量Xi是彼此獨(dú)立或不相關(guān)時(shí),合成標(biāo)準(zhǔn)不確定uc(y)由下式得出:
2 不確定度分量
2.1 被檢流量計(jì)的不確定度計(jì)算流量計(jì)信息網(wǎng)內(nèi)容圖片
(1)喉道寬度的不確定度Xb:
自由度:γ(Xb)=n-1=4
(2)水位流量轉(zhuǎn)換器的不確定度Xz:
在被檢流量計(jì)最大流量的20%~100%范圍內(nèi)均勻選取5個(gè)流量測試點(diǎn),按堰槽所用的水位流量關(guān)系式、水位流量關(guān)系曲線或水位流量數(shù)值表計(jì)算出這5個(gè)流量測試點(diǎn)對(duì)應(yīng)的水位值Hei及相應(yīng)的理論計(jì)算值Qi1。再將水位值Hei分別設(shè)定在儀表水位轉(zhuǎn)換器上,得出儀表的流量值Q2,從而計(jì)算得到水位轉(zhuǎn)換不確定度Xzi,取其最大絕對(duì)值作為流量計(jì)水位轉(zhuǎn)換不確定度Xz。
自由度:不可靠性10%,
(3)流量系數(shù)的不確定度Xc:
流量計(jì)流量系數(shù)的限制引起的誤差約為計(jì)量終端排放系統(tǒng)誤差的1/10,即4%×0.1=0.4%,均勻分布,即:
自由度:不可靠性10%,
(4)水頭測量的不確定度Xh:
①水頭零點(diǎn)的不確定度值eh0:
水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺系統(tǒng)誤差≤±0.8mm,正態(tài)分布,則:
自由度:γ(eh0)=∞
②測量水頭的不確定度值ehi:
根據(jù)公式:
自由度:不可靠性10%,
水頭測量的不確定度Xh:
被檢流量計(jì)的不確定度Qi:
(其中:r=1,φ=1.5)
有效自由度:
4.2 u(ΔQig)的確定:
被檢流量計(jì)受到讀數(shù)和液位波動(dòng)的影響引起的誤差約為計(jì)量終端排放系統(tǒng)誤差的1/10,即5%×0.1=0.5%,均勻分布,即:
自由度:不可靠性10%,
是理論計(jì)算值的平均值,受標(biāo)準(zhǔn)液位計(jì)誤差的影響,液位計(jì)的最大允許誤差為0.5%,正態(tài)分布,即:
4.4 u(ΔQsig)的確定:
標(biāo)準(zhǔn)液位計(jì)受到讀數(shù)和液位波動(dòng)的影響引起的誤差約為計(jì)量終端排放系統(tǒng)誤差的1/10,即0.5%×0.1=0.05%,均勻分布,即:
自由度:不可靠性10%,
5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
6 有效自由度
7 擴(kuò)展不確定度
置信概率95%,取γeff=∞,查表得kp=1.960
故擴(kuò)展不確定度為:
U0.95=kp×uc=1.960×0.58%=1.14%
因此,本文主要參照了JJG711-1990《明渠堰槽流量計(jì)》檢定規(guī)程的內(nèi)容,對(duì)明渠流量計(jì)測量中的幾個(gè)大項(xiàng)進(jìn)行了分析。但是根據(jù)實(shí)際的情況而言,特別是標(biāo)準(zhǔn)型和大型
明渠流量計(jì)中由于建設(shè)原因造成喉道段、進(jìn)口段和出口段的尺寸有部分偏差,那么這些偏差對(duì)明渠流量計(jì)的計(jì)量誤差有多大影響,是否具有討論的價(jià)值。