计量标准技术报告4(2015流量积算仪)

计量标准技术报告

计量标准名称 流量积算仪检定装置

计量标准负责人

建标单位名称（公章）

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目 录

一、建立计量标准的目的 ................................................................................................................. 1 二、计量标准的工作原理及其组成................................................................................................ 1 三、选用的计量标准器及主要配套设备 ....................................................................................... 2 四、计量标准的主要技术指标 ........................................................................................................ 3 五、环境条件 ....................................................................................................................................... 3 六、计量标准的量值溯源和传递框图 ........................................................................................... 4 七、计量标准的重复性试验 ............................................................................................................. 5 八、计量标准的稳定性考核 ............................................................................................................. 6 九、检定或校准结果的测量不确定度评定 .................................................................................. 7 十、检定或校准结果的验证 .......................................................................................................... 10 十一、结论 ........................................................................................................................................ 11 十二、附加说明 ............................................................................................................................... 11

一、建立计量标准的目的 在热电联产企业生产经营中，智能流量积算仪广泛用于热电生产和试验过程的各个环节，它是企业进行安全经济生产、成本核算的一种不可或缺的计量仪表之一。为保证流量计量的准确可靠，需建立流量积算仪检定装置，该装置可用于智能流量积算仪的检定和校准。 二、计量标准的工作原理及其组成 根据JJG1003-2005《流量积算仪检定规程》提供的办法, 用ZX25a直流电阻箱作为标准器检定温度，以综合校验仪作为信号发生器，作为标准器检定压力、差压，以频率信号发生器作为标准频率信号等，原理图如下： 工作电源 电流表 输 出 电 源 被 检 仪 表 温 度 模拟信号输入 脉冲信号输入 频率信号发生器 综合校验仪 直流电阻箱 （频率信号） （模拟信号） （温度信号）

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三、选用的计量标准器及主要配套设备 不确定度或准名 称 型 号 测量范围 确度等级或最大允许误差 检定周期或复校间隔 制造厂及出厂编号 检定或 校准机构 数字万用表 KEITHLEY 2000 (0-100)mADC (0-100)mV/100VDC 6位半 KEITHLEY 887267 市计量所 1年 计 频 率信号发生器 量 标 准 器 标准电阻 VC1010 0.1Hz-10MHz 胜利仪器0202100433 省计量院 1年 BZ3 (0～10)Ω 0.01级 上海电表厂 7705 上海电工88123809 西安特种仪表研究所 省计量院 1年 直流电阻箱 ZX25a (0.1-11.11111)kΩ (0-20)mA (0-5)V 0.02级 市计量所 1年 综合校验仪 VD3000 0.05级 市计量所 1年 秒表 SJ9-2 0.1s 上海手表五厂38243 市计量所 1年 主要配套设备 交流稳压器 YS81-1000V (0-220)VAC ±1% 宜昌电工仪器厂9720006 自检 1年 高压测量装置 FRC-M (0-5)kV ±5% 武汉华英电力 省计量院 1年 兆欧表 ZC25-3 ( 0-500)MΩ输出500V 10级 上海第六电表厂4-2611 市计量所 1年 稳压电源 YJ-44 (0-30)VDC,2A ±1% 上海沪光0436 自检 1年

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四、计量标准的主要技术指标 本装置的主要技术指标： 1、本装置不确定度： （以量程0～10t/h，输入温度（0～600）℃，压力（0～20）mA ，0.2级智能流量积算仪为例） 频率输入：Urel≤0.025% 毫安输入：Urel≤0.020% 2、本装置测量范围： 温度: （0～600）℃ 压力：（0～20）mADC ，满量程设置 差压：（0～20）mADC ，满量程设置 频率： 0.1Hz～10MHz 五、环境条件 项 目 温 度 湿 度 干扰因素 仪表电源 要 求 (20±5)℃ (45～75)% 无外磁场（除地磁场） (220±22)V, (50±1)Hz 实 际 情 况 15～25℃ 60%±10% 无 电源变化不超过±1% 结 论 符合要求 符合要求 符合要求 符合要求

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六、计量标准的量值溯源和传递框图 上级计量标准 基（标）准名称：多功能校准器、 通用智能计数器、数字万用表 湖北省计量测试不确定度或 技术研究院 准确度等级或 最大允许误差： DC-V:Urel=5×10-5 、 频率测量:Urel=1.2×10-7、Urel=0.05%,k=2 基（标）准名称：电位差计 不确定度或 准确度等级或 最大允许误差：0.01级 溯源单位：襄阳市计量检定测试所 溯源单位：湖北省计量测试技术研究 直接测量法 本厂计量标准 计量标准名称：流量积算仪检定装置 测量范围：温度：（0～600）℃ 压力：（0～24）mADC ，满量程设置 差压：（0～24）mADC ，满量程设置 频率：（0～100）Hz、（0～10）kHz 不确定度或 准确度等级或 最大允许误差：频率输入：Urel≤0.025%， 毫安输入：Urel≤0.020%， 直接测量法 工作计量器具 计量器具名称：流量积算仪 测量范围：温度：（0～600）℃ 压力：（0～24）mADC ，满量程设置 差压：（0～24）mADC ，满量程设置 频率： 0.1Hz～10MHz 不确定度或 准确度等级或 最大允许误差：0.2级以下

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七、计量标准的重复性试验 方法：根据JJG1003-2005提供的方法,对8t/h的检定点,。在重复条件下连续测量10次,计算测量值的相对实验标准偏差。 选一台性能稳定可靠、福建昌辉仪表公司产的智能流量积算仪（型号: SWP-LK803-22-AAG-HL-2P、量程：0～10t/h、涡街流量计）作被测对象。（在工况密度:p=1.0MPa、33t=250℃、d=4.7509kg/m,流量系数K=1000（l/ m）下，用\"示值基准法”在被测仪表的检定点8t/h同一转换点处,读取标准器的频率数据。） 试验时间 测量值（V） 测量次数 试验条件 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 n2012年 4月12日 21℃;55%RH 467.68 467.66 467.66 467.68 467.66 467.65 467.64 467.66 467.66 467.64 2013年 4月15日 22℃;51%RH 467.68 467.66 467.66 467.68 467.68 467.7 467.68 467.66 467.68 467.68 2014年 4月13日 20℃;56%RH 467.7 467.68 467.73 467.7 467.7 467.72 467.68 467.73 467.7 467.68 2015年 4月17日 21℃;53%RH 467.72 467.75 467.73 467.72 467.76 467.74 467.74 467.73 467.76 467.74 Xi1nXi ni467.659 467.676 467.702 467.739 SXiXi1X2n1结 论 备 注 0.0137 **** **** 0.0126 **** **** 0.0193 **** **** 0.0145 **** **** 试验人员

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八、计量标准的稳定性考核 方法:A、每隔1个年，用该计量标准进行一组10次的测量，取其算术平均值作为该组的测量结果。共观4组。 B、测量结果之差，作为稳定性。 C、稳定性应小于计量标准的扩展不确定度。 选一台性能稳定可靠、福建昌辉自动化仪表有限公司产的智能流量积算仪(型号: SWP-LK803-22-AAG-HL-2P、量程：0～10t/h、涡街流量计）作被测对象。（在工况密度:p=1.0MPa、33t=250℃、d=4.7509kg/m,流量系数K=1000（1/ m）下，用“示值基准法”在被测仪表的检定点8t/h同一转换点处,读取标准器的频率数据。） 考核时间 测量值（V） 测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 yi 最大变化量yiyi1 允许变化量 考核人员 2012年 4月12日 2013年 4月15日 2014年 4月13日 2015年 4月17日 467.68 467.66 467.66 467.68 467.66 467.65 467.64 467.66 467.66 467.64 467.68 467.66 467.66 467.68 467.68 467.7 467.68 467.66 467.68 467.68 467.7 467.68 467.73 467.7 467.7 467.72 467.68 467.73 467.7 467.68 467.72 467.75 467.73 467.72 467.76 467.74 467.74 467.73 467.76 467.74 467.659 / 467.676 0.017 0.12 467.702 0.026 467.739 0.037 **** **** **** **** **** **** **** ****

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九、检定或校准结果的测量不确定度评定 （一）涡街流量计的智能流量积算仪流量显示测量不确定度评定 评定的对象: 一台性能稳定可靠、福建昌辉自动化仪表有限公司产的智能流量积算仪（型号: SWP-LK803-22-AAG-HL-2P、量程：0～10t/h）作被测对象。 1、数学模型 根据JJG617-1996《数字温度指示调节仪》、JJG1003-2005《流量积算仪》知道： qqdqs 式中： q----流量显示误差 由于:qmqd----流量显示值 qs----流量理论值 3.6感器的平均流量系数（根据检定证书给出的标定值来设定），--为流量计的实际工况密度（根据温度、压力来查表决定实际工况密度） 上式可扩展为：qf (单位：t/h),f--为涡街流量计传感器输出的脉冲频率（Hz），K--为涡街流量计传Kfqs K3.62、标准不确定度评定 2.1 输入量测量重复性的标准不确定度u1的评定: u1来源于测量重复性 ，采用A类方法评定。 33在工况密度:p=1.0MPa、t=250℃、d=4.7509kg/m,流量系数K=1000（1/ m）下，用“示值基准法”在被测仪表的检定点8t/h同一转换点处连续10次测量,读取标准器的频率数据。得到测量列为： 单位：(t/h) 被检刻度线相应的标准器频率读数值（Hz） 检定点 实际流量值 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 467.68 467.74 467.78 467.68 467.80 467.68 467.82 467.68 467.74 467.78 7 9988 7.9988 7.9999 8.0006 7.9988 8.0009 7.9988 8.0012 7.99939 7.9999 8.0006 q 计算结果: RSD((qiq)2i110n1)/q100%0.0121% 实际测量情况是在重复条件下连续测量4次，以4次测量的平均值作为测量结果， 则可以得到 u(td2)= RSD /4= 0.00606 % 2.2 输入量实际工况密度值的标准不确定度u2的评定: 实际工况密度值是根据温度、压力通过查蒸汽密度表等国家标准所得到的。 标准不确定度u2来源于：1、输入量温度即用ZX25a直流电阻箱示值误差的标准不确定度u2.1 ； 2、输入量压力即综合校验仪(电流档的示值误差)的标准不确定度u2.2 ； 3、实际工况密度值是通过查蒸汽密度表等国家标准所得到的，所产生误差的标准不确定度u2.3，均采用B类方法评定。 2.2.1输入量温度的标准不确定度u2.1 输入量温度来源于ZX25a直流电阻箱示值误差，其精度等级为 0.02级误差，按正态分布，k =3 u2.1= Δ /k =0.02/3 =0.00115 % 2.2.2输入量压力的标准不确定度u2.2 输入量压力来源于综合校验仪0~20mA电流档的示值误差，其精度等级为 0.05级误差，按均匀分布，k =3 u2.2= Δ /k =0.05/3 =0.00289 % 2.2.3实际工况密度值查表误差的标准不确定度u2.3

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实际工况密度值是通过查蒸汽密度表等国家标准所得到的，所产生误差主要来源绝对压力与表压换算之间。蒸汽密度表等国家标准要求以温度和绝对压力来查表。而实际上，绝对压力与表压相差一个大气压（正常取一个标准大气压：0.101325MPa），不能简单取相差0.1MPa。由于国家标准压力查表间隔为0.1MPa，我们在查表时对一个标准大气压0.101325MPa采取线性内插法，尽可能接近实际工况密度值。但存在误差，约为0.01%。按均匀分布，k =3 u2.3= Δ /k =0.01/3 =0.00577 % 2.2.4 输入量实际工况密度值的标准不确定度u2的合成: u222u2(0.00115)2(0.00289)2(0.00577)20.00655% 2.1u2.2u2.33、合成标准不确定度评定 3.1输入量的标准不确定度汇总 标准不确定度分量μi u1 u2.1 u2 来源 测量不重复性 ZX25a直流电阻箱示值误差 综合校验仪电流档的示值误差 查蒸汽密度表等国家标准的误差 不确定度分布 标准不确定度分量 0.00606 % 0.00115 % 0.00655% 0.00289 % 0.00577 % 3 3 u2.2 u2.3 3 3 3.2 标准不确定度合成: 2ucu1u22 (0.00606)2(0.0107)20.0123% 4、扩展不确定度的评定: 取k=2.0 Urel kuc Urelkuc20.0123%0.025% （二）孔板差压流量计的智能流量仪显示测量不确定度评定 评定的对象: 一台性能稳定可靠、福建昌辉自动化仪表有限公司产的智能流量积算仪（型号: SWP-LK803-22-AAG-HL-2P、设计工况的最大质量流量：0～4t/h℃、）作被测对象。 1、数学模型 根据JJG617-1996《数字温度指示调节仪》、JJG1003-2005《流量积算仪》知道： qqdqs 式中： q----流量显示误差 qd----流量显示值 qs----流量理论值 II1qmax (单位：t/h), 由于:qmsIuI1qmax--设计工况的最大质量流量，s--为流量计的设计工况密度，--为流量计的实际工况密度（根据温度、压力来查表决定实际工况密度），I--差压变送器的输出电流，I1--差压变送器的输出电流下限值， 送器的输出电流上限值 上式可扩展为：qIuI--差压变II1qmaxqs sIuI12、标准不确定度评定 2.1 输入量测量不重复性的标准不确定度u1的评定: u1来源于测量重复性 ，采用A类方法评定。 3在工况密度:p=0.9MPa、t=300℃、d=3.8763kg/m,，用\"示值基准法”在被测仪表的检定点3.2t/h同一转换点处连续10次测量,读取标准器的数据。得到测量列为：

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单位：(t/h) 被检刻度线相应的标准器电流读数值（mA） 检定点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3.2 实际流量值 14.224 14.224 14.228 14.220 14.230 14.228 14.226 14.226 14.226 14.230 3.1975 3.1975 3.1981 3.1969 3.1984 3.1981 3.1978 3.1978 3.1978 3.1984 3.19783 q 计算结果: RSD((qiq)2i110n1)/q100%0.0143% 实际测量情况是在重复条件下连续测量4次，以4次测量的平均值作为测量结果，则可以得到： u(td2)= RSD /4= 0.00715 % 2.2 输入量实际工况密度值的标准不确定度u2的评定: 采用B类方法评定 分析等同于涡街流量计：u20.00655% 2.3 输入量差压变送器输出电流的标准不确定度u3的评定: 输入量差压变送器输出电流来源于综合校验仪0~20mA电流档的示值误差，其精度等级为 0.05级，按均匀分布，k =3 u3= Δ /k =0.05/3 =0.00289 % 3、合成标准不确定度评定 3.1输入量的标准不确定度汇总 标准不确定度分量μi u1 u2.1 u2 u2.2 u2.3 u3 来源 测量不重复性 ZX25a直流电阻箱示值误差 综合校验仪电流档的示值误差 查蒸汽密度表等国家标准的误差 综合校验仪电流档的示值误差 不确定度分布 标准不确定度分量 0.00715% 0.00115 % 0.00655% 0.00289 % 0.00577 % 0.00289 % 3 3 3 3 3.2 标准不确定度合成: 22ucu1u2u23 (0.00715)2(0.00655)2(0.00289)20.0101% 4、扩展不确定度的评定: 取k=2.0 Urel kuc Urelkuc20.0101%0.020%

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十、检定或校准结果的验证 方法：选一台性能稳定可靠、福建昌辉自动化仪表有限公司产的智能流量积算仪（型号: SWP-LK803-22-AAG-HL-2P、量程：0～10t/h、涡街流量计）作被测对象。（在工况密度:p=1.0MPa、33t=250℃、d=4.7509kg/m,流量系数K=1000（1/ m）下，用“示值基准法”在被测仪表的检定点8t/h同一转换点处,读取标准器的频率数据。） 本实验室检定装置与外单位检定装置同时测量被测仪表,读取读取标准器的频率数据。 测量结果:（单位：t/h） 检定点 8t/h 实际流量值 本实验室检定装置 A1 467.74Hz 7.9999 外单位检定装置 A2 467.8Hz 8.0009 8.0004 q q1q7.99998.00040.0005t/h ≤ 23 U ×8t/h = 0.82× 0.025%×8t/h = 0.0016 t/h 合 格 故本装置的测量不确定度符合计量标准考核规范要求。

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十一、结论 经分析与验证，本装置在检测流量积算仪时，频率输入，Urel≤0.025%，毫安输入，Urel≤0.020%，符合JJG1003-2005《流量积算仪》计量检定规程及JJF1033-2008《计量标准考核规范》的要求，可以开展流量显示仪表0.2级以下的检定工作。 十二、附加说明 本技术报告的建立主要依据: JJG 1003-2005《流量积算仪检定规程》 JJF 1033-2008《计量标准考核规范》

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