摘要:将計量(liàng)學理論與計量實(shí)踐相結合,歸結出(chū)了保證計量器具(ju)使用精度,用于指(zhi)導計量過程中計(jì)量學☀️基本原則。将(jiang)該⭐基本原則與流(liú)量計量的特點相(xiàng)結合,論證了流量(liang)計量中的♻️等精度(du)傳遞理論。在此基(ji)礎上針對渦輪流(liú)量計 現行檢定方(fāng)法及檢定精度的(de)評定方法,提出了(le)渦輪流量📐計使😄用(yong)過程中保證和提(ti)高其精度的常用(yòng)方法,對廣🧑🏾‍🤝‍🧑🏼大渦輪(lun)流量計用戶具有(you)普遍指導意義。
0引(yin)言
　　大量計量實踐(jian)證明,對于一台經(jing)過了計量檢定(或(huò)校準)性能良好的(de)計量器具,如對其(qi)使用不當,也得不(bu)到人們期望的使(shǐ)用精度。那麽對于(yu)一台已檢定合格(ge)，已知檢定精度和(hé)儀表常數的渦輪(lun)流量計，該如何保(bǎo)證其使用精度等(děng)于或者優于其檢(jian)定精度呢?本文力(lì)圖通過對一個計(ji)量過程的解析，尋(xún)求保證使用精度(dù)等同于檢定精度(dù)的一般途徑-計量(liàng)學基本原則。将該(gāi)原則與流量計量(liang)的特點和誤差理(li)論相聯系，論證了(le)用于提高其使用(yòng)精度的等精度傳(chuán)遞理論，提出了渦(wo)輪流量計使用過(guò)程中保證和提高(gāo)其使用精度的條(tiao)件和常用方法。
1計(jì)量學基本原則
1.1計(ji)量器具在不同形(xíng)态下的兩種計量(liàng)精度
　　計量是保證(zhèng)單位統一和量值(zhí)準确可靠的測量(liang)活動。一個完整的(de)計量過程應包括(kuò)兩個必備環節:1)計(ji)量器具出廠後的(de)計量檢定;2)用檢定(dìng)合格的計量器具(jù)對被測量進行的(de)測量。将上述兩個(ge)環節與誤差相聯(lian)系後便可得到計(ji)量器具在不同形(xing)态下兩種概念不(bú)同的計量精度:1)計(ji)量器具在檢定條(tiao)件下确認的精度(du)(檢定精度);2)計量器(qì)具在實際使用條(tiáo)件下的精度(使用(yong)精度)。無疑通常情(qíng)況下,計量器具的(de)使用精度低于檢(jiǎn)定精度,那.麽在什(shí)麽技術條件下,才(cái)能保證使用精度(dù)等于其檢定精度(du)呢?要對此做出判(pàn)斷,就需要建立起(qi)一定原則,這些原(yuan)則就叫做計量學(xue)基本原則。
1.2計量學(xue)基本原則
　　如何保(bǎo)證計量器具的使(shi)用精度,是計量工(gong)作者的共同課題(tí)。長期以來在計量(liang)技術的不同領域(yu)人們一直在進行(háng)着這項研究。并在(zài)計量領域的不同(tong)專業，産生了多項(xiang)🌐成果。例如:幾何量(liang)計量中的阿貝原(yuán)則、最小變形原則(zé)、最短測量鏈原則(ze)和封閉原則,減少(shao)測量過程中恒定(dìng)系統誤差的異号(hào)測量法微差⭐測量(liang)法,力學與❌電學計(ji)量中的替代測量(liang)法、交換測🍉量法、對(dui)稱👅測量法💞以及應(ying)用更爲廣闊的組(zu)合測量🏃‍♀️法🈚等。其實(shí)質都是計量學基(ji)本原則的特定内(nèi)容。通過對上述内(nei)容進行歸😍納,可抽(chou)象出用于指導♌計(ji)量♌過程的基本原(yuán)則:
1)被測量與被測(ce)量的标準二者的(de)特性(是指幾何特(tè)性與物理特🛀🏻性)應(ying)在計量過程中盡(jìn)量保持相同;
2)計量(liang)器具的檢定過程(chéng)與使用過程應盡(jin)可能保持相同。
　　遵(zun)循第1)原則可使任(rèn)何被測量的标準(zhǔn)和被測受環境🐅影(ying)響盡可🌍能相一緻(zhì)，從而減小二者之(zhī)間差異帶🏃‍♂️來的✊附(fù)加誤差。第2)原則主(zhǔ)要用來減小由于(yu)二個比較過程🌏不(bú)一緻帶來的附加(jia)誤差。在計量過程(cheng)中滿足上述原🈲則(ze)就可以最大限度(dù)🐇地使計量器具的(de)使用精度接近其(qi)檢定精度📐。
1.3等精度(du)傳遞理論
1.3.1計量學(xué)基本原則在流量(liàng)計量中的特定原(yuan)則
　　由于流量計量(liàng)的對象是各種流(liu)體,因此流體的流(liú)動特⭐性和介質特(te)性是流量計量的(de)固有特性。由計量(liàng)學基本🌈原則結合(he)流量🌈計量的特點(diǎn)，便可得出流量計(jì)量過程的計量學(xué)基本原🧑🏽‍🤝‍🧑🏻則(特定⭐原(yuán)則):
1)流量計的檢定(ding)與使用時流體的(de)流動特性應盡可(kě)能相✔️同;.
2)流量計的(de)檢定與使用時流(liu)體的介質特性(指(zhǐ)流體的密度、粘度(dù)等)應盡可能-緻;
3)流(liú)量計的檢定與使(shi)用時,操作過程及(ji)環境影響應盡可(kě)能✔️保持相同;
4)流量(liàng)計的檢定與使用(yong)的流量範圍或流(liú)量點應盡可能保(bǎo)持🈲一🈲-緻。
　　因爲流體(tǐ)的流動特性和介(jiè)質特性不僅影響(xiang)流量✨計基本方程(cheng)中各個特性參數(shù)以及流量方程的(de)整體成立條件,而(ér)⁉️且流量計的工作(zuò)特性也與之密切(qiē)🐉相關。因此第1)、2)原則(ze)屬流量計量的特(tè)别⛹🏻‍♀️原則,而第3)、4)原則(ze)是計量學基本原(yuan)則的内容🤩。
1.3.2等精度(dù)傳遞理論
　　等精度(dù)傳遞理論的意義(yì)是指,隻要遵循計(ji)量學基本原則在(zai)流量計量中的特(tè)定原則去指導流(liú)量計量過🔅程,那麽(me)流量基準或标準(zhun)所複現的流量單(dan)位量值将等精度(dù)🏃‍♂️傳遞給工作流量(liàng)計，而大大減少量(liang)值傳遞中精度損(sun)失。下面舉例論證(zheng):
在JJG1037-2008《渦輪流量計》檢(jiǎn)定規程中規定,其(qi)檢定精度由下式(shì)确定🈲:

　　式中:Δ1爲流量(liàng)标準裝置的精度(du);Δ2爲流量計的重複(fu)性(檢定點中儀表(biao)系數相對誤差的(de)最大值);Δ2;爲流量計(jì)☔儀表常數的非🍓線(xiàn)性誤差。
　　如滿足計(jì)量學基本原則在(zài)流量計量中的特(te)定原✉️則之💃要求,并(bing)把流量計的檢定(ding)流量點作爲使用(yong)時的流量點，則在(zai)滿足上述條件下(xia),式(1)中的△3;便可忽略(lue),則流量精度爲:

　　當(dang)△2<<△時，則δ≈Δ1,即當被檢流(liu)量計的重複性(随(suí)機誤差)遠小👨‍❤️‍👨于流(liú)量标準裝置的精(jing)度時,被檢流量計(jì)的精度便近似等(děng)于流量标準😘裝置(zhì)的精度。我們知道(dào)在流量計量器具(ju)中，容積式流量計(ji)(例如橢圓齒輪流(liú)量計、活塞式流量(liàng)計、腰輪流量計等(děng))和渦輪流量計在(zai)定點使用時，其重(zhong)複性是非常好的(de),一般可達到0.05%,甚至(zhì)👌更高。另外由誤差(chà)理論中随機誤差(chà)的特性我們還知(zhi)道,當測量次數無(wú)限大時,其随機誤(wu)差将趨于零。因此(ci)依據流量計和随(suí)機誤差特性,完全(quán)可達到如上假設(she)條件,所以等精度(du)傳遞理論在實際(ji)中是可以實現的(de)。
　　綜上所述,可得出(chu)如下結論:用計量(liàng)學基本原.則與流(liú)🍉量💯計量的特點相(xiang)結合便可得到指(zhǐ)導流量計量的特(te)定原則。用該特定(dìng)原則指導流量計(jì)量過程，便可實現(xiàn)📱流量量值的等精(jīng)度傳遞,從而大大(dà)減小流✨量量值傳(chuan)遞中的精度損失(shī),提高流量計的使(shǐ)用精👄度。
2計量學基(jī)本原則在渦輪流(liú)量計使用過程中(zhong)的應用
2.1渦輪流量(liàng)計現行檢定方法(fǎ)及檢定精度評定(dìng)方法
　　渦輪流量計(jì)(以液體普通型爲(wèi)例)的檢定方法,按(àn)所采用的🌐标準器(qì)的不同可分爲标(biāo)準容積法、标準稱(chēng)重法、标準體積管(guan)法和标準流量計(jì)法。按被檢流量計(jì)的狀🏒态又可分爲(wei)離線檢定🔱和在線(xiàn)檢定。但無論🌍哪--種(zhǒng)檢定方法,其實質(zhi)就是在具有精度(du)要求的流🔱量标準(zhǔn)裝置上确定出被(bèi)檢流量計在規定(ding)的流量👣範圍内各(ge)個檢定流量點下(xià)的儀表系數。檢定(dìng)流量點包括上下(xia)限不少于5個，每個(ge)檢定點不少于3次(ci)。依據🧑🏾‍🤝‍🧑🏼上述檢定數(shu)據，其檢定精度評(píng)定方法如下:1)計量(liang)每個流量點下3次(ci)檢定🤞對應的儀表(biao)系數及其平均值(zhí);2)由各個檢定點下(xia)的儀表系數平均(jun)值得到适用🌈于全(quan)量程的儀表常數(shù)及該常數的非線(xiàn)性誤差△3;3)依🍉據每個(gè)檢定流量點下3次(cì)檢定得到的儀表(biao)系數的分散性評(ping)定出其重複性△2;4)按(an)式(1)計算被檢渦輪(lun)流量計的檢定精(jīng)度。
由上述檢定方(fang)法及檢定精度的(de)評定方法可看出(chū)🔞:
1)流量計的儀表系(xi)數由流量标準裝(zhuang)置直接傳遞得🈲到(dào)✊,因此✂️儀♍表系數的(de)精度取決于流量(liàng)标準裝置的🔞精度(du)及3次重複測量的(de)分散性(随機誤差(cha)大小);
2)所得的儀表(biao)常數實際上是指(zhi)在全量程範圍.的(de)通用🐇儀⁉️表系數❤️,其(qi)實質是對流量計(ji)誤差特性曲線的(de)簡單化處理。
2.2保證(zheng)和提高渦輪流量(liàng)計使用精度的常(cháng)用方法
　　針對渦輪(lún)流量計的檢定方(fāng)法及檢定精度的(de)評定🚶‍♀️方法,運用計(jì)量學基本原則在(zài)流量計量的特定(dìng)原則,便可以歸納(na)出對于經過了計(ji)量檢定,已确定了(le)儀表常數和檢定(dìng)精度的渦輪流量(liang)計🏃🏻‍♂️,保證和提高其(qi)使用精🐆度的常用(yong)方法:
1)隻要滿足計(ji)量學基本原則在(zai)流量計計量中特(tè)定原則的要🌈求,即(ji)流量計的使用條(tiáo)件與檢定條件相(xiang)一緻(包括流體的(de)流動特性、介質特(tè)性、流量範圍及操(cao)作過程),并且在流(liu)量計的檢定範圍(wei)内使用其儀表常(chang)數,便會使其使用(yòng)精度等于檢定精(jīng)度。
2)若流量計的使(shi)用條件滿足上述(shu)相同性原則，并且(qie)流量計在檢定流(liu)量範圍内能夠定(ding)點使用時(使用💁其(qí)檢🔴定流量下儀表(biǎo)系數💋的平均值),則(ze)流量計的使用精(jing)度将會大💃🏻大優于(yu)其檢定精度。
3)若流(liú)量計在檢定流量(liàng)範圍内實際使用(yong)時，無法滿足定🔴點(dian)使用條件,則可依(yi)據檢定中得到的(de)各個檢定流💋量點(dian)下的🤟儀表系數☎️平(píng)均值與使用流量(liang)Q的對應關系。借助(zhu)最小二乘法原理(lǐ)對儀表常數進行(háng)線性化處理,用直(zhi)線拟合得到的K'=aQ+b來(lai)取代儀表常數K,也(yě)會在--定程度上提(tí)高使用精度。
2.3應用(yòng)舉例
　　在精度爲0.1級(ji)靜态容積法水流(liú)量标準裝置上對(dui)一台LW-15渦輪流量計(ji)進行了計量檢定(dìng),檢定數據如表1所(suo)示。

檢定精度:δ=[(0.12+0.112+0.452)1/2]%=0.47%
　　在已(yǐ)知流量計儀表常(chang)數和檢定精度條(tiáo)件下,運用計量學(xué)基本原則在流量(liàng)計量中的特定原(yuán)則指導流量計的(de)使用過程便會産(chan)生如下結果:
1)若流(liu)量計的使用條件(jiàn)滿足特定原則的(de)要求，使用給定的(de)♻️儀表常數K0=560.5時流量(liàng)計的使用精度等(deng)同于其檢定精度(du)(0.47%),反之😍使用精度低(di)于檢定精度。
2)在滿(man)足特定原則條件(jian)下,若流量計能夠(gou)定點使用(使㊙️用該(gai)點💞下的儀表系數(shù)平均值來替代儀(yi)表常數),則儀表常(cháng)數的非線📐性誤差(chà)便可忽略。流量計(ji)的使用精度爲δ=[(0.12+0.112)1/2]%=0.15%。
　　若(ruò)使用條件滿足特(tè)定原則之要求,但(dàn)流量範圍無法變(biàn)動時,根據實際流(liú)量采用特性方程(chéng)K'=2.1769Q+556.06替代儀表常數K0=560.5可(kě)得到K'的非線性誤(wu)差△3=0.12%,則流量計的使(shi)用精度爲δ=[(0.12+0.112+0.122)1/2]%=0.20%。
3結論
1)渦(wo)輪流量計的檢定(ding)精度是在檢定條(tiao)件下确定的，隻有(yǒu)使用條件滿足計(ji)量學基本原則在(zai)流量計量中特定(ding)原👉則之要求時使(shi)用儀表常數才能(neng)保證使用精度等(děng)于檢定精度;
2)提高(gāo)使用精度的技術(shù)條件是在滿足計(jì)量學相同性原則(ze)基礎上流量計的(de)定點使用和對儀(yí)表常數的線性化(hua)處理;
3)上述方法對(duì)精密渦輪流量計(ji)和 氣體渦輪流量(liàng)計 具有同樣效果(guǒ)。

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