摘要:将(jiang)計量學理(li)論與計量(liang)實踐相結(jie)合,歸結出(chu)了保🈲證計(ji)量器⭐具使(shi)用精度,用(yong)于指導計(ji)量過程中(zhong)計量學基(ji)本原則。将(jiang)該基本原(yuan)則與流量(liang)計量的特(te)點相結合(he),論證了流(liu)量計量中(zhong)的等精度(du)🈲傳遞理論(lun)。在此基礎(chu)上㊙️針對渦(wo)輪流量計(ji) 現行檢定(ding)方法及檢(jian)定精度的(de)評定方法(fa),提出了渦(wo)輪🙇‍♀️流量計(ji)使用過程(cheng)中保證和(he)提高其精(jing)度的常用(yong)方法,對廣(guang)🏃大渦輪流(liu)量計用戶(hu)具有普遍(bian)指導意義(yi)🐉。
0引言
　　大量(liang)計量實踐(jian)證明,對于(yu)一台經過(guo)了計量檢(jian)定(或校準(zhun))性能良好(hao)的計量器(qi)具,如對其(qi)使用不當(dang),也得不到(dao)人們期望(wang)的使用精(jing)度。那麽對(dui)于一台已(yi)檢定合格(ge)，已知檢定(ding)精度和儀(yi)表常數的(de)渦輪流量(liang)計，該如何(he)保證其使(shi)用精度等(deng)于或者優(you)于其檢定(ding)精度呢?本(ben)文力圖通(tong)過對一個(ge)計量過程(cheng)的解析，尋(xun)求保證使(shi)用精度等(deng)同于檢定(ding)精度的一(yi)般途徑-計(ji)量學基本(ben)原則。将該(gai)原則與流(liu)量計量的(de)特點和誤(wu)差理論相(xiang)聯系，論證(zheng)了用于提(ti)高其使用(yong)精度的等(deng)精度傳遞(di)理論，提出(chu)了渦輪流(liu)量計使用(yong)過程中保(bao)證和提高(gao)其使用精(jing)度的條件(jian)和常用方(fang)法。
1計量學(xue)基本原則(ze)
1.1計量器具(ju)在不同形(xing)态下的兩(liang)種計量精(jing)度
　　計量是(shi)保證單位(wei)統一和量(liang)值準确可(ke)靠的測量(liang)活動。一個(ge)完整的計(ji)量過程應(ying)包括兩個(ge)必備環節(jie):1)計量器具(ju)出廠後的(de)計量檢定(ding);2)用檢定合(he)格的計量(liang)器具對被(bei)測量進行(hang)的測量。将(jiang)上述兩個(ge)環節與誤(wu)差相聯系(xi)後便可得(de)到計量器(qi)具在不同(tong)形态下兩(liang)種概念不(bu)同的計量(liang)精度:1)計量(liang)器具在檢(jian)定條件下(xia)确認的精(jing)度(檢定精(jing)度);2)計量器(qi)具在實際(ji)使用條件(jian)下的精度(du)(使用精度(du))。無疑通常(chang)情況下,計(ji)量器具的(de)使用精度(du)低于檢定(ding)精度,那.麽(me)在什麽技(ji)術條件下(xia),才能保證(zheng)使用精度(du)等于其檢(jian)定精度呢(ne)?要對此做(zuo)出判斷,就(jiu)需要建立(li)起一定原(yuan)則,這些原(yuan)則就叫做(zuo)計量學基(ji)本原則。
1.2計(ji)量學基本(ben)原則
　　如何(he)保證計量(liang)器具的使(shi)用精度,是(shi)計量工作(zuo)者的共同(tong)❗課題🈲。長期(qi)以來在計(ji)量技術的(de)不同領域(yu)人們一直(zhi)在進💁行着(zhe)這項研究(jiu)🏃。并在計量(liang)領域的不(bu)同專業，産(chan)生了多項(xiang)🏒成果。例如(ru):幾何量計(ji)量中的阿(a)貝原則、最(zui)小變形原(yuan)則、最短測(ce)量鏈❤️原則(ze)和封閉原(yuan)則,減♊少測(ce)量過程🔴中(zhong)恒定系統(tong)誤差的異(yi)号測量法(fa)微差測量(liang)法,力學與(yu)電學計量(liang)中的替代(dai)測量法、交(jiao)換測量法(fa)、對稱測量(liang)法以及應(ying)用更爲廣(guang)闊的組合(he)測量法等(deng)。其實質都(dou)是計量學(xue)基本原則(ze)的特定内(nei)容。通㊙️過對(dui)上述内容(rong)進行歸納(na),可抽象出(chu)用于指導(dao)🐪計量過程(cheng)的基本原(yuan)則:
1)被測量(liang)與被測量(liang)的标準二(er)者的特性(xing)(是指幾何(he)特性與物(wu)理🌈特性)應(ying)在計量過(guo)程中盡量(liang)保持相同(tong);
2)計量器具(ju)的檢定過(guo)程與使用(yong)過程應盡(jin)可能保持(chi)🏃‍♀️相同。
　　遵循(xun)第1)原則可(ke)使任何被(bei)測量的标(biao)準和被測(ce)受環境影(ying)響盡可能(neng)相一緻，從(cong)而減小二(er)者之間差(cha)異帶來的(de)附加誤差(cha)。第2)原則主(zhu)💃要用來減(jian)小由于二(er)個比較過(guo)程不一緻(zhi)帶來的附(fu)加誤差。在(zai)計量過程(cheng)中滿足上(shang)述原則就(jiu)可以最大(da)限度地使(shi)計量器具(ju)的使用精(jing)度接近♊其(qi)檢定精度(du)。
1.3等精度傳(chuan)遞理論
1.3.1計(ji)量學基本(ben)原則在流(liu)量計量中(zhong)的特定原(yuan)則
　　由于流(liu)量計量的(de)對象是各(ge)種流體,因(yin)此流體的(de)流動📱特性(xing)和🏃‍♂️介質特(te)性是流量(liang)計量的固(gu)有特性。由(you)計量學基(ji)本原則結(jie)合流量計(ji)量的特點(dian)，便可得出(chu)流量計量(liang)過程的計(ji)量學基本(ben)原則(特定(ding)原則):
1)流量(liang)計的檢定(ding)與使用時(shi)流體的流(liu)動特性應(ying)盡可能相(xiang)同;.
2)流量計(ji)的檢定與(yu)使用時流(liu)體的介質(zhi)特性(指流(liu)體的密度(du)、粘度等)應(ying)盡可能-緻(zhi);
3)流量計的(de)檢定與使(shi)用時,操作(zuo)過程及環(huan)境影響應(ying)🙇🏻盡可能保(bao)持相同;
4)流(liu)量計的檢(jian)定與使用(yong)的流量範(fan)圍或流量(liang)點應盡可(ke)能💞保持一(yi)❓-緻。
　　因爲流(liu)體的流動(dong)特性和介(jie)質特性不(bu)僅影響流(liu)量計基本(ben)方程中各(ge)個特性參(can)數以及流(liu)量方程的(de)整體成立(li)條件,而且(qie)流✉️量計的(de)工作特性(xing)也與之密(mi)切相關。因(yin)此第1)、2)原則(ze)屬流量計(ji)量⭐的特别(bie)原則,而第(di)3)、4)原則是計(ji)量學基本(ben)原則的内(nei)容。
1.3.2等精度(du)傳遞理論(lun)
　　等精度傳(chuan)遞理論的(de)意義是指(zhi),隻要遵循(xun)計量學基(ji)☂️本🚶‍♀️原則在(zai)流量計量(liang)中的特定(ding)原則去指(zhi)導流量計(ji)量過程,那(na)麽流量基(ji)準或标準(zhun)所複現的(de)流量單位(wei)量值将等(deng)精度傳遞(di)給🥵工作流(liu)量計，而🤞大(da)大減少量(liang)♍值傳遞中(zhong)精度損失(shi)。下面舉例(li)論證:
在JJG1037-2008《渦(wo)輪流量計(ji)》檢定規程(cheng)中規定,其(qi)檢定精度(du)由下🥵式确(que)💯定💯:

　　式中:Δ1爲(wei)流量标準(zhun)裝置的精(jing)度;Δ2爲流量(liang)計的重複(fu)性(檢定點(dian)中🧑🏾‍🤝‍🧑🏼儀表系(xi)數相對誤(wu)差的最大(da)值);Δ2;爲流量(liang)計儀表常(chang)數的非線(xian)性誤差。
　　如(ru)滿足計量(liang)學基本原(yuan)則在流量(liang)計量中的(de)特定原🏃‍♂️則(ze)之要求,并(bing)把流量計(ji)的檢定流(liu)量點作爲(wei)使用時的(de)流量點，則(ze)在滿足上(shang)述條件下(xia),式(1)中的△3;便(bian)可忽略,則(ze)流量精度(du)爲:

　　當△2<<△時，則(ze)δ≈Δ1,即當被檢(jian)流量計的(de)重複性(随(sui)機誤差)遠(yuan)小于流量(liang)标準裝置(zhi)的精度時(shi),被檢流量(liang)計的精度(du)便💛近似等(deng)于流量标(biao)準裝置💚的(de)精度。我們(men)知道在流(liu)量計量器(qi)具中，容積(ji)式流✌️量計(ji)(例如橢圓(yuan)齒輪流量(liang)計、活塞式(shi)流量計、腰(yao)輪流量計(ji)等🐆)和渦輪(lun)流量計在(zai)定⛹🏻‍♀️點使用(yong)時，其重複(fu)性是非常(chang)好的,一般(ban)可達到0.05%,甚(shen)至更高。另(ling)外由誤差(cha)理論中随(sui)機誤差的(de)特性我們(men)還知道,當(dang)測量次數(shu)無限大時(shi),其随機誤(wu)差将趨于(yu)零。因🔞此依(yi)據流量計(ji)和随機誤(wu)差特性,完(wan)全可達到(dao)如上假設(she)條件,所以(yi)等精度傳(chuan)遞📱理論在(zai)實際中是(shi)可以實現(xian)的。
　　綜上所(suo)述,可得出(chu)如下結論(lun):用計量學(xue)基本原.則(ze)與流量計(ji)量的特點(dian)相結合便(bian)可得到指(zhi)導流量計(ji)量的特定(ding)原則。用該(gai)特👨‍❤️‍👨定原✔️則(ze)指導流量(liang)計量過程(cheng)，便可實現(xian)流量量值(zhi)的等精度(du)傳遞,從而(er)大大減小(xiao)流量量值(zhi)傳遞中的(de)精❗度損失(shi),提高流量(liang)計的使用(yong)精度。
2計量(liang)學基本原(yuan)則在渦輪(lun)流量計使(shi)用過程中(zhong)的應用
2.1渦(wo)輪流量計(ji)現行檢定(ding)方法及檢(jian)定精度評(ping)定方法
　　渦(wo)輪流量計(ji)(以液體普(pu)通型爲例(li))的檢定方(fang)法,按所采(cai)用的标準(zhun)器的不同(tong)可分爲标(biao)準容積法(fa)、标準稱重(zhong)法、标準體(ti)積🔞管法和(he)标準流量(liang)計法。按被(bei)檢流量計(ji)的狀态又(you)可分爲離(li)線檢定和(he)在線檢定(ding)。但無論🤞哪(na)--種檢定方(fang)法,其實質(zhi)就是在具(ju)有精度要(yao)求的流量(liang)标準裝置(zhi)上确定出(chu)被檢流量(liang)計在規定(ding)的流量範(fan)圍内各個(ge)👉檢定流量(liang)點下的儀(yi)表系數。檢(jian)定流量點(dian)包括上下(xia)限不少于(yu)5個，每個檢(jian)定🏃🏻‍♂️點不少(shao)于3次。依據(ju)上述檢定(ding)數據，其👣檢(jian)定精度評(ping)定方法如(ru)下:1)計量💜每(mei)個流量點(dian)下3次檢定(ding)對應的儀(yi)表系數及(ji)其🐅平均值(zhi);2)由各個檢(jian)定點下的(de)儀表系數(shu)平均值得(de)到适用于(yu)全量程的(de)儀表常數(shu)及㊙️該😄常數(shu)的非線性(xing)誤差△3;3)依🛀據(ju)每個檢定(ding)流量點下(xia)3次檢定得(de)🍓到的儀表(biao)系數的分(fen)散性評定(ding)出其重複(fu)性△2;4)按式(1)計(ji)算被檢渦(wo)輪流量💃計(ji)的檢定精(jing)度。
由上述(shu)檢定方法(fa)及檢定精(jing)度的評定(ding)方法可看(kan)出:
1)流量計(ji)的儀表系(xi)數由流量(liang)标準裝置(zhi)直接傳遞(di)得到,因此(ci)儀表系數(shu)的精度取(qu)決于流量(liang)标準裝置(zhi)的精度及(ji)3次重複測(ce)量的分散(san)性(随機誤(wu)差大小);
2)所(suo)得的儀表(biao)常數實際(ji)上是指在(zai)全量程範(fan)圍.的通用(yong)儀表系數(shu),其實質是(shi)對流量計(ji)誤差特性(xing)曲線的簡(jian)單化處🏃‍♀️理(li)。
2.2保證和提(ti)高渦輪流(liu)量計使用(yong)精度的常(chang)用方法
　　針(zhen)對渦輪流(liu)量計的檢(jian)定方法及(ji)檢定精度(du)的評定🔞方(fang)法,運用計(ji)量學基本(ben)原則在流(liu)量計量的(de)特定原則(ze),便👈可以歸(gui)納出對于(yu)經過了計(ji)量檢定,已(yi)确定了儀(yi)表常🌈數和(he)檢定精度(du)🏒的渦輪流(liu)量計,保證(zheng)和提高🔅其(qi)使用精🐪度(du)的常用方(fang)法:
1)隻要滿(man)足計量學(xue)基本原則(ze)在流量計(ji)計量中特(te)定原🥰則的(de)要求,即流(liu)量計的使(shi)用條件與(yu)檢定條件(jian)相一緻(包(bao)括㊙️流體的(de)流動特性(xing)、介質特性(xing)、流量範圍(wei)及操作過(guo)程),并且在(zai)流量計的(de)檢定範圍(wei)内使用其(qi)儀表常數(shu),便會使其(qi)使用精度(du)等🍓于檢定(ding)精度。
2)若流(liu)量計的使(shi)用條件滿(man)足上述相(xiang)同性原則(ze)，并且流量(liang)計在檢💰定(ding)流量範圍(wei)内能夠定(ding)點使用時(shi)(使用🥰其檢(jian)定流量下(xia)儀表系數(shu)的平均值(zhi)),則流量計(ji)的使用精(jing)度将會大(da)大優于其(qi)檢定精度(du)。
3)若流量計(ji)在檢定流(liu)量範圍内(nei)實際使用(yong)時，無法滿(man)🏃🏻足😄定點使(shi)用條件,則(ze)可依據檢(jian)定中得到(dao)的各個檢(jian)定流量點(dian)下的🔞儀表(biao)系數平均(jun)值與使用(yong)流量Q的對(dui)應關系。借(jie)助最小二(er)乘法原理(li)對儀表常(chang)數進行線(xian)性化處理(li)❗,用直線拟(ni)合得到的(de)K'=aQ+b來取代儀(yi)表常數K,也(ye)會在--定程(cheng)度上提高(gao)使用精度(du)。
2.3應用舉例(li)
　　在精度爲(wei)0.1級靜态容(rong)積法水流(liu)量标準裝(zhuang)置上對一(yi)台LW-15渦輪流(liu)量計進行(hang)了計量檢(jian)定,檢定數(shu)據如表1所(suo)示。

檢定精(jing)度:δ=[(0.12+0.112+0.452)1/2]%=0.47%
　　在已知(zhi)流量計儀(yi)表常數和(he)檢定精度(du)條件下,運(yun)用計量⛹🏻‍♀️學(xue)🛀🏻基本‼️原則(ze)在流量計(ji)量中的特(te)定原則指(zhi)導流量計(ji)的使用過(guo)程便會❗産(chan)生如下結(jie)果:
1)若流量(liang)計的使用(yong)條件滿足(zu)特定原則(ze)的要求，使(shi)用給定的(de)🧡儀表常數(shu)K0=560.5時流量計(ji)的使用精(jing)度等同于(yu)其檢定精(jing)度(0.47%),反之使(shi)用精度低(di)于檢定精(jing)度。
2)在滿足(zu)特定原則(ze)條件下,若(ruo)流量計能(neng)夠定點使(shi)用(使用該(gai)點下的儀(yi)表系數平(ping)均值來替(ti)代儀表常(chang)數),則儀表(biao)常數的非(fei)線性誤差(cha)便可忽略(lue)。流量計的(de)使用精度(du)爲δ=[(0.12+0.112)1/2]%=0.15%。
　　若使用(yong)條件滿足(zu)特定原則(ze)之要求,但(dan)流量範圍(wei)無法變動(dong)時🤟,根據實(shi)際流量采(cai)用特性方(fang)程K'=2.1769Q+556.06替代儀(yi)表常數K0=560.5可(ke)得到K'的非(fei)線📞性誤差(cha)△3=0.12%,則流量計(ji)的使用精(jing)度爲δ=[(0.12+0.112+0.122)1/2]%=0.20%。
3結論(lun)
1)渦輪流量(liang)計的檢定(ding)精度是在(zai)檢定條件(jian)下确定的(de)，隻有使用(yong)🌂條件滿足(zu)計量學基(ji)本原則在(zai)流量計量(liang)中特定原(yuan)則之要求(qiu)時使用儀(yi)表常數才(cai)能保證使(shi)用精度⛱️等(deng)于檢👉定精(jing)度;
2)提高使(shi)用精度的(de)技術條件(jian)是在滿足(zu)計量學相(xiang)同性原則(ze)基礎上流(liu)量計的定(ding)點使用和(he)對儀表常(chang)數的線性(xing)化處理;
3)上(shang)述方法對(dui)精密渦輪(lun)流量計和(he) 氣體渦輪(lun)流量計 具(ju)有同樣效(xiao)果。

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