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压缩天然气加气机示值误差测量结果的不确定度评定 the evaluation of uncertainty of measurement results in regards to the error of indication on the accuracy of the compressed natural gas dispensers 张建波 (哈尔滨市计量检定测试院, 黑龙江 哈尔滨 150036) 摘? 要: 本文主要对压缩天然气加气机示值误差测量结果的不确定度评定进行分析。 关键词: 压缩天然气加气机; 示值误差; 不确定度 1? 概述 1?1? 测量依据: jjg996- 2005?压缩天然气加气机 计量 检定规程。 1?2? 测量的环境条件: 测量时环境温度应在( 0 40) ! 范围内, 相对湿度应在 35% 80% 范围内, 大气压应在 86kpa 106kpa 范围内。 1?3? 测量标准: 气体质量流量计, 精密压力表。 ( 1) 气体质量流量计, 流量范围( 1 25) kg/ min, 准 确度不低于 0?2 级。 ( 2) 精密压力表, 测量范围( 0 40) mpa, 准确度不 低于 0?4 级。 ( 3) 被测对象及其主要性能: 压缩天然气加气机最大 允许误差: 1?0%, 重复性应不超过 0?50%。 1?4? 测量过程: 根据检定规程 jjg996- 2005?压缩天然 气加气机检定规程 的规定, 采用标准表法, 将加气机与 标准表串联起来, 比较加气机示值与标准表示值, 计算出 加气机的示值误差。 2? 数学模型 质量示值误差: em= ( mj- mc)/ mc 式中: em# 质量示值误差; mj# 加气机显示的质量 值; mc# 检定装置显示的质量值。 3? 方差和灵敏系数 根据 u 2 c= ( ?f / ?xi) 2u2( x i) 得 u2( em) = c21( x1) u21( x1) + c22( x2) u22( x2)+ c23 ( x3) u23( x3)+ c24( x4) u24( x4)+ c25( x5) u 2 5( x5) 灵敏系数 c1( x1) = 1, c2( x2) = 1, c3( x3) = 1, c4 ( x4) = 1, c5( x5)= 1, 方差 u2( em) = u21( x1) + u22( x2) + u23( x3) + u24 ( x4) + u25( x5) 4? 标准不确定度分量的评定 4?1? 由标准流量计质量测量引入的 b 类相对标准不确 定度 标准流量计准确度等级为 0?2 级, 按正态分布, k1= 2, 则 b 类相对标准不确定度为 u1( x1) = 1 2 % 0?20% = 0?10% ? c1( x1) = 1( 正态 分布, k1= 2) 估计 ? u( x1) u( x1) = 0?10, 则自由度为 v1= 50。 4?2? 由非定点使用标准流量计引入的 b 类相对标准不 确定度 标准流量计准确度等级为 0?2 级, 按矩形分布, k2= 3, 则 b 类相对标准不确定度为 u2( x2)= 1 3 % 0?20% = 0?115% , c2( x2) = 1(矩形 分布, k2=3) 估计 ? u( x2) u( x2) = 0?10, 则自由度为 v2= 50。 4?3? 由标准流量计分辨率引入的 b 类相对标准不确定 度( 假定最少加气量为 5kg) 由于标准流量计分辨率为 1 % 10- 2, 按矩形分布, 数 显仪器, b 类相对标准不确定度为 u3( x3) = 1 2 3 % 0?01 5 % 100% = 0?058%, c3( x3)= 1( 矩形分布, k3=3) 估计 ? u( x3) u( x3) = 0?10, 则自由度为 v3= 50。 4?4? 由单次测量重复性引入的 a 类相对标准不确定度 采用标准表法, 连续测量 10 次, 将压缩天然气加气 机检定装置的示值与被检压缩天然气加气机的示值进行 比较, 比对 系数分 别为: 1?00521, 1?00726, 1?00429, 1?00611,1?00531,1?00723,1?00423,1?00217, 1?00687, 1?00402, 按照贝塞尔统计方法评定加气机检定 装置单次测量重复性的 a 类相对标准不确定度为 u4( x4) = 0?165% , c4( x4)= 1 自由度为 v4= n- 1= 10- 1= 9。 4?5? 由加气机分辨率引入的 b 类相对标准不确定度 由于加气机分辨率为 1% 10- 2, 按矩形分布, 数显仪 器, b 类相对标准不确定度为 u5( x5) = 1 2 3 % 0?01 5 % 100% = 0?058% ? c5( x5) = 1( 矩形分布, k5=3) 估计 ? u( x5) u( x5) = 0?10, 则自由度为 v5= 50。 张建波: 压缩天然气加气机示值误差测量结果的不确定度评定 ? ? ? 57? ? ? 5? 标准不确定度一览表( 见表 1) 表 1 标准不确 定度分量 不确定度来源 相对标准 不确定度 u( xi) 值 ci= ?f ?xi | ci| xu( xi) 自由度 vi u1( x1) 标准流量计质量测量0?10%10?10%50 u2( x2) 非定点使用标准流量计0 ? 115%10?115%50 u3( x3)标准流量计分辨率0 ? 058%10?058%50 u4( x4)单次测量重复性0 ? 165%10?165%9 u5( x5)加气机分辨率0 ? 058%10?058%50 ur= 0?48% ? ( k= 2) 6? 合成相对标准不确定度 以上各分量彼此独立, 互不相关, 所以合成相对标准 不确定度可按下式计算得到 ur=c21u 2 1+ c22u22+ c23u 2 3+ c24u24+ c25u 2 5= 0?24% 7? 有效自由度 合成相对标准不确定度有效自由度为 veff= u4r( x) 5 i = 1 u4i( xi) vi &37 取有效自由度 veff= 35 8? 扩展不确定度 取置信概率 p = 95%, 查 t 分布表 k = t95( 35) = 2?03, 则扩展不确定度为 u95= 0?48% ? ( k= 2) 9? 测量不确定度的报告与表示 压缩天然气加气机检定装置的示值误差测量结果的 扩展不确定度为 u95= 0?48% ? veff= 35 作者简介: 张建波, 男, 高级工程师。工作单位: 哈尔滨市计量检定测试院。 通讯地址: 150036 黑龙江省哈尔滨市香坊区珠江路 5 号。 收稿时间: 2009- 12- 14 ( 上接第 55 页) 4?3? 相对标准不确定度一览表( 见表 5) 表 5? 相对标准不确定度一览表 相对标准不 确定度分量 相对标准不确定度来源 说定 方法 相对标准 不确定度 灵敏 系数 urel( ca) urel(ca 1)对被测量重复性测量a 类1?2%1 urel(ca 2)仪器分辨力b 类0?029%1 urel( cs)标准物质浓度b 类0?125%- 1 5? 合成标准不确定度 urel( ? ca)的评定 ucrel( ? ca)=u2rel( ca)+ (- urelcs) 2 = ( 1?3% ) 2+ ( - 1?5%)2= 2?0% 6? 扩展不确定度的评定 urel= kuucrel( ? ca) = 2 % 2?0% = 4?0% ( cs= 1000mg/ l) ? k= 2 7? 测量不确定度报告 示值误差: ?ca= 8?0% a 类仪器示值误差的扩展不确定度: urel= 4?0% ( cs= 1000mg/ l) ? k= 2 参考文献 1 jjg975- 2002?化学需氧量( cod) 测定仪检定规程 . 2 jjf1059- 1999?测量不确定度评定与表示 . 作者简介: 沙彦秋, 女, 工程师。工作单位: 长春市计量检定测试技术研究 院。通讯地址: 130012 吉林省长春市硅谷大街 928 号。 马宏彦, 吴晓淼, 长春市计量检定测试技术研究院( 长春 130012) 。 收稿时间: 2009- 08- 13 ( 上接第 56 页) 表 1 标准不确 定度 u( xi) 标准不确定度来源 标准不确定 度( l) 灵敏系 数 ci | ci| u(xi) u( v )燃气表指示值0?0510?05 u( v1) 燃气表指示不重复0?04 u( v2) 燃气表估读误差0?03 u( vs)标准器0?29- 10?29 4?3? 合成标准不确定度的计算 uc( )= | c1| % u( v) 2 + | c2| % u( vs)2 =0?052+ 0?292% 10- 2= 0?29l 5? 扩展不确定度的评定 取包含因子 k= 2 u= k % u( xi)= 0?58l 其相对扩展不确定度: urel= ( 0?58/ 100) % 100% = 0?58% 作者简介: 徐双九, 男, 工程师。工作单位: 武汉市计量测试检定( 研究) 所。 通讯地址: 430063 武汉市汉阳大道 119 号。 刘伟, 武汉市计量测试检定( 研究) 所( 武汉 430063) 。 收稿时间: 2009- 12- 10 信息动态 我国确定今年工业节能减排四大重点 ? ? 工业和信息化部负责人日前在全国工业节能与综合利用工作 会议上表示, 2010 年我国将把节能降耗和减排治污作为调整产业 结构和转变发展方式的重要举措, 将重点推进投资项目节能评估、 重点行业节能减排指导意见、 行业能效对标达标、 企业节能管理和 目标责任评价考核等四方面工作。 该负责人表示, 建立工业固定资产投资项目节能评估和审查制 度, 是从源头把好新上工业项目能耗入口关, 抑制高耗能、 高污染行 业盲目、 过快增长的根本措施, 也是工业和信息化部门切实发挥好 在工业节能降耗方面职责的重要举措。 制订出台重点行业节能减排指导意见, 将通过规划引导、 技术标 准、 节能减排技术改造示范工程、 加强监管等, 强化对行业节能减排工 作的具体指导, 提升钢铁、 有色金属、 建材等重点行