摘要:将計(jì)量學理論與計(jì)量實踐相結合(hé),歸結出了保證(zhèng)計量☀️器♉具使用(yong)精度,用于指導(dao)計量過程中計(ji)量學基本原則(zé)。将該基本原則(ze)與流量計量的(de)特點相結合,論(lun)證了流量計量(liang)中的等精度傳(chuán)遞理論。在此基(ji)礎上✉️針對渦輪(lún)流量計 現行檢(jiǎn)定方法及檢定(dìng)精度的評定方(fāng)法,提出了渦✉️輪(lun)流量計使用過(guò)程中保證和提(tí)高其精度的常(cháng)用🔞方法,對廣大(dà)渦輪流量計用(yòng)戶具有普遍指(zhi)導意義🐪。
0引言
　　大(da)量計量實踐證(zheng)明,對于一台經(jing)過了計量檢定(dìng)(或校準)性能良(liáng)好的計量器具(jù),如對其使用不(bú)當,也得不到人(rén)們期望的使用(yong)精度。那麽對于(yu)一台已檢定合(hé)格，已知檢定精(jing)度和儀表常數(shu)的渦輪流量計(ji)，該如何保證其(qí)使用精度等于(yu)或者優于其檢(jiǎn)定精度呢?本文(wén)力圖通過對一(yi)個計量過程的(de)解析，尋求保證(zhèng)使用精度等同(tóng)于檢定精度的(de)一般途徑-計量(liàng)學基本原則。将(jiāng)該原則與流量(liàng)計量的特點和(hé)誤差理論相聯(lián)系，論證了用于(yú)提高其使用精(jīng)度的等精度傳(chuan)遞理論，提出了(le)渦輪流量計使(shǐ)用過程中保證(zheng)和提高其使用(yong)精度的條件和(hé)常用方法。
1計量(liàng)學基本原則
1.1計(ji)量器具在不同(tong)形态下的兩種(zhǒng)計量精度
　　計量(liàng)是保證單位統(tong)一和量值準确(que)可靠的測量活(huo)動。一個完整的(de)計量過程應包(bao)括兩個必備環(huan)節:1)計量器具出(chu)廠後的計量檢(jiǎn)定;2)用檢定合格(ge)的計量器具對(dui)被測量進行的(de)測量。将上述兩(liǎng)個環節與誤差(chà)相聯系後便可(kě)得到計量器具(jù)在不同形态下(xia)兩種概念不同(tong)的計量精度:1)計(jì)量器具在檢定(dìng)條件下确認的(de)精度(檢定精度(du));2)計量器具在實(shí)際使用條件下(xià)的精度(使用精(jīng)度)。無疑通常情(qíng)況下,計量器具(jù)的使用精度低(dī)于檢定精度,那(na).麽在什麽技術(shu)條件下,才能保(bǎo)證使用精度等(deng)于其檢定精度(du)呢?要對此做出(chu)判斷,就需要建(jian)立起一定原則(ze),這些原則就叫(jiao)做計量學基本(běn)原則。
1.2計量學基(jī)本原則
　　如何保(bao)證計量器具的(de)使用精度,是計(ji)量工作者的🔱共(gong)同課⁉️題。長期以(yǐ)來在計量技術(shu)的不同領域人(ren)們一直在進行(háng)着這項研究。并(bìng)在計量領域的(de)不同專業，産生(shēng)了多項成果。例(li)🙇‍♀️如:幾何量計量(liàng)中的阿貝原則(zé)、最小變形原則(ze)、最🐉短測量鏈原(yuan)則和封閉原則(zé),減🙇🏻少測量過程(chéng)中恒定系統🍉誤(wu)差的異号測量(liang)法微差測量法(fa),力學與電學計(jì)量中的替代測(ce)量法、交換測量(liàng)法、對稱測量法(fǎ)以及應😍用更爲(wèi)廣🐕闊的組合測(ce)量法等。其實質(zhì)都是計量學基(jī)本原則的特定(ding)内容。通☀️過對上(shang)述内容進行歸(guī)納,可抽象出用(yòng)于指導計量🙇‍♀️過(guo)程的基本原則(zé)🐅:
1)被測量與被測(ce)量的标準二者(zhe)的特性(是指幾(jǐ)何特性與物理(li)‼️特✂️性)應在計量(liang)過程中盡量保(bǎo)持相同;
2)計量器(qi)具的檢定過程(cheng)與使用過程應(yīng)盡可能保持相(xiàng)同。
　　遵循第1)原則(ze)可使任何被測(ce)量的标準和被(bèi)測受環境影響(xiang)🐪盡可能相一緻(zhi)，從而減小二者(zhe)之間差異帶來(lai)的附加誤差🤟。第(di)2)原❗則主要用來(lai)減小由于二個(ge)比較過程不一(yi)緻♊帶來的附加(jia)誤差。在計量過(guò)程中滿😄足上述(shu)原則就可以🔞最(zuì)大限度地使計(ji)量🆚器具的使用(yong)精度接近其檢(jian)定精度。
1.3等精度(du)傳遞理論
1.3.1計量(liang)學基本原則在(zài)流量計量中的(de)特定原則
　　由于(yu)流量計量的對(dui)象是各種流體(tǐ),因此流體的流(liu)動特🌍性和介🌈質(zhi)特性是流量計(jì)量的固有特性(xìng)。由計量學基本(běn)🏃‍♂️原則結合流量(liàng)計量的特點，便(biàn)可得出流量計(ji)量過程的計量(liàng)學基本原則(特(tè)定🌏原則):
1)流量計(jì)的檢定與使用(yong)時流體的流動(dòng)特性應盡可能(neng)相同;.
2)流量計的(de)檢定與使用時(shi)流體的介質特(tè)性(指流體的⁉️密(mì)🌈度、粘🔆度等)應盡(jin)可能-緻;
3)流量計(jì)的檢定與使用(yòng)時,操作過程及(ji)環境影響應盡(jìn)可能🌂保持相同(tóng);
4)流量計的檢定(ding)與使用的流量(liang)範圍或流量點(diǎn)應盡可💚能保持(chí)一✉️-緻。
　　因爲流體(tǐ)的流動特性和(hé)介質特性不僅(jǐn)影響流量🚶計基(ji)✂️本方程✊中各個(ge)特性參數以及(jí)流量方程的整(zhěng)體成👉立條件,而(er)且流量計的工(gong)作特性也與之(zhī)密切相關。因此(cǐ)第1)、2)原則屬流量(liàng)計量的特别原(yuán)則,而第3)、4)原則是(shì)計量😄學基本原(yuan)則的内容。
1.3.2等精(jīng)度傳遞理論
　　等(deng)精度傳遞理論(lùn)的意義是指,隻(zhi)要遵循計量學(xue)基本原則🤟在流(liu)量計量中的特(te)定原則去指導(dǎo)流量計量過程(cheng),那麽流量基準(zhun)或标準所複現(xian)的流量單位💔量(liàng)值将等精度傳(chuán)遞給♋工作流量(liang)計，而大大減少(shǎo)量值傳遞中精(jīng)度損失。下面舉(jǔ)例論證:
在JJG1037-2008《渦輪(lún)流量計》檢定規(guī)程中規定,其檢(jian)定精度由下式(shì)确定:

　　式中:Δ1爲流(liú)量标準裝置的(de)精度;Δ2爲流量計(ji)的重複性(檢定(dìng)點中儀✔️表系數(shù)相對誤差的最(zuì)大值);Δ2;爲流量計(ji)儀表常數的非(fēi)線性誤差。
　　如滿(man)足計量學基本(běn)原則在流量計(jì)量中的特定原(yuan)則之🌍要求,并把(ba)流量計的檢定(dìng)流量點作爲使(shǐ)用時的流量點(diǎn)，則在📱滿足上述(shu)條件下,式(1)中的(de)△3;便可忽略💯,則流(liu)量精度爲💛:

　　當△2<<△時(shí)，則δ≈Δ1,即當被檢流(liú)量計的重複性(xìng)(随機誤差)遠小(xiao)于流量标準裝(zhuang)置的精度時,被(bèi)檢流量計的精(jīng)度便近似等于(yú)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼流量标準🈚裝置(zhì)💋的精度。我們知(zhi)道在流量計量(liang)器具中，容積式(shi)流量計(例如橢(tuo)圓齒輪流量計(jì)、活塞式流🍓量計(jì)、腰輪流量計等(deng))和渦輪流💃🏻量計(jì)在定點使用時(shi)，其♈重複性是非(fei)常好的,一般可(ke)達到0.05%,甚至更高(gao)。另外由🧑🏽‍🤝‍🧑🏻誤差理(lǐ)論中随機誤差(cha)的特性我🔴們還(hái)📐知道,當測量次(ci)數無限大時,其(qi)随機誤差将趨(qu)于零。因此依據(ju)流量計和随機(jī)誤差特性,完全(quán)可達到如上假(jia)設條🔴件,所以等(děng)精度傳遞🌈理論(lun)在實際中是可(ke)以實現的。
　　綜上(shang)所述,可得出如(rú)下結論:用計量(liàng)學基本原.則與(yu)流量計量的🏃‍♂️特(te)點相結合便可(ke)得到指導流量(liàng)計量的特定原(yuán)🔆則。用該特定原(yuán)🆚則指導流量計(ji)量過程，便可實(shí)現🔅流量量值的(de)等精度傳遞,從(cong)而🐉大大減小流(liu)🏒量量值傳遞中(zhōng)的精度損失,提(ti)高流量計的使(shi)用精😍度。
2計量學(xué)基本原則在渦(wo)輪流量計使用(yòng)過程中的應用(yòng)
2.1渦輪流量計現(xian)行檢定方法及(jí)檢定精度評定(ding)方法
　　渦輪流量(liàng)計(以液體普通(tong)型爲例)的檢定(ding)方法,按所采用(yòng)的🏃🏻标準器的不(bú)同可分爲标準(zhǔn)容積法、标準稱(cheng)重法、标準🧡體積(jī)管法和标準流(liu)量計法。按被檢(jiǎn)流量計的狀态(tài)又可✌️分爲離🌍線(xiàn)檢定⚽和在線💔檢(jiǎn)定。但無論哪--種(zhǒng)檢定方法,其實(shi)質就是在具有(yǒu)精度💚要求的流(liu)🔴量标準裝置🐕上(shàng)确定出被檢流(liu)量計在規定的(de)流量範圍内各(ge)個檢❗定流量點(dian)下的儀表系數(shu)。檢定流量點包(bao)括上下限不少(shao)于5個👅，每個檢定(dìng)⁉️點不少于3次。依(yi)據上述檢定數(shu)據，其檢定精度(du)評定方法如下(xia):1)計量每個流量(liàng)點下3次檢定對(duì)應的儀表系數(shu)及其✍️平均值;2)由(yóu)各個檢定點下(xia)的儀表系數平(píng)均值得到适用(yòng)于全量程的儀(yi)表常數及該常(cháng)數的非線性誤(wù)差△3;3)依據每♉個檢(jian)定流量點下3次(cì)檢定🐅得💚到的儀(yi)表系數的分散(sàn)性評✔️定出其重(zhong)複性△2;4)按式(1)計算(suàn)被檢渦輪流量(liàng)計的檢定精度(dù)。
由上述檢定方(fāng)法及檢定精度(du)的評定方法可(ke)看出:
1)流量計的(de)儀表系數由流(liú)量标準裝置直(zhi)接傳遞得🔴到,因(yīn)此儀表系數的(de)精度取決于流(liu)量标準裝置的(de)精度及3次重複(fú)測量的分散性(xìng)(随機誤差大小(xiao));
2)所得的儀表常(chang)數實際上是指(zhi)在全量程範圍(wéi).的通用儀表系(xi)數,其實質是對(dui)流量計誤差特(tè)性曲線的🈚簡單(dān)化處💯理。
2.2保證和(hé)提高渦輪流量(liàng)計使用精度的(de)常用方法
　　針對(duì)渦輪流量計的(de)檢定方法及檢(jian)定精度的評定(ding)🏒方法,運用計量(liang)學基本原則在(zai)流量計量的特(tè)定原則,便可以(yǐ)歸納🏃🏻出對于經(jing)過了計量檢定(dìng),已确定了儀表(biao)常數和檢定精(jing)度的渦輪流量(liàng)計,保證和提高(gao)其使用精度的(de)常用方法:
1)隻要(yao)滿足計量學基(ji)本原則在流量(liang)計計量中特定(dìng)原則💃🏻的要求,即(jí)流量計的使用(yong)條件與檢定條(tiáo)件相一緻(包括(kuò)流體的流動特(te)性、介質特性、流(liú)量範圍及操作(zuo)過👄程),并且⭐在流(liu)量計的檢定範(fàn)圍💔内使用其儀(yí)表常數,便會使(shǐ)其使🐆用精度等(děng)🤞于檢定精度。
2)若(ruò)流量計的使用(yong)條件滿足上述(shu)相同性原則，并(bing)且流量計在檢(jian)定流量範圍内(nèi)能夠定點使用(yong)時(使用其檢定(ding)流量下儀表系(xi)數的平均值),則(zé)流量計的使用(yong)精度将會大大(da)優于其檢定⭕精(jing)度。
3)若流量計在(zài)檢定流量範圍(wei)内實際使用時(shi)，無法滿足定🧡點(dian)使用🥰條件,則可(ke)依據檢定中得(de)到的各個檢定(ding)流🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量點下的儀(yi)表系數平均值(zhi)與使用流量Q的(de)對應關系。借助(zhu)最小二乘法原(yuan)理對儀表❤️常數(shu)進行線性化處(chù)理,用直線拟合(he)得到的K'=aQ+b來取代(dài)儀表常數K,也🏒會(hui)在--定程度上提(ti)高使用精度。
2.3應(yīng)用舉例
　　在精度(dù)爲0.1級靜态容積(jī)法水流量标準(zhun)裝置上對一台(tai)LW-15渦輪流量計進(jìn)行了計量檢定(ding),檢定數據如表(biao)1所💰示。

檢定精度(du):δ=[(0.12+0.112+0.452)1/2]%=0.47%
　　在已知流量計(ji)儀表常數和檢(jiǎn)定精度條件下(xià),運用計量🛀🏻學基(ji)🐅本🏒原則在流量(liang)計量中的特定(dìng)原則指導流量(liàng)計的使用過程(chéng)🍉便會産生如下(xia)結果:
1)若流量計(ji)的使用條件滿(mǎn)足特定原則的(de)要求，使用💋給定(dìng)☁️的儀表常數K0=560.5時(shí)流量計的使用(yòng)精度等同于其(qí)檢定精度🐕(0.47%),反之(zhī)使用精度低于(yu)檢定精度。
2)在滿(mǎn)足特定原則條(tiáo)件下,若流量計(jì)能夠定點使用(yong)🚶‍♀️(使用該點♻️下的(de)儀表系數平均(jun)值來替代儀表(biao)常數),則儀表常(cháng)數的非線性誤(wù)🌈差便可忽略。流(liú)量計的使用精(jīng)度爲δ=[(0.12+0.112)1/2]%=0.15%。
　　若使用條(tiáo)件滿足特定原(yuan)則之要求,但流(liu)量範圍無🈲法變(biàn)🚩動時,根據實際(ji)流量采用特性(xìng)方程K'=2.1769Q+556.06替代儀表(biǎo)常數K0=560.5可得到K'的(de)非線性誤差△3=0.12%,則(ze)流量計的使用(yong)精度爲δ=[(0.12+0.112+0.122)1/2]%=0.20%。
3結論
1)渦(wō)輪流量計的檢(jiǎn)定精度是在檢(jiǎn)定條件下确定(ding)的，隻有使☀️用條(tiáo)📞件滿足計量學(xué)基本原則在流(liú)量計量🛀🏻中特👈定(dìng)原則之要求時(shi)使用儀表常數(shu)才能保證使🏃‍♂️用(yong)精度🐕等于檢定(dìng)精度;
2)提高使用(yòng)精度的技術條(tiáo)件是在滿足計(ji)量學相同性原(yuán)則基礎上流量(liàng)計的定點使用(yòng)和對儀表常數(shù)的線性化💚處理(lǐ);
3)上述方法對精(jing)密渦輪流量計(jì)和 氣體渦輪流(liu)量計 具有同樣(yang)效果。

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