大口径热能表检定不确定度评定

大口径热能表检定不确定度评定 张凤旺 姜波 日照市计量测试所 276800 摘要摘要 伴随着城市供暖计量改革和节能减排工作的顺利开展 供暖用计量器具热能表被大量使用 尤 其用于整栋楼宇和小区供热计量的大口径热能表被大量安装使用 大口径热能表计量准确与否直接影响供 暖企业 采暖用户的利益 日照市计量测试所在全省地市级计量技术机构率先安装了大口径热能表检定装 置 本文将针对大口径热能表检定装置的不确定度进行分析 以确定大口径热能表计量的不确定程度 以 判断热能表性能 关键词关键词 大口径热能表 不确定度 概述 本单位用大口径热能表检定装置为 2010 年安装 调试完成 能够满足 DN100 以 下大口径热能表的检定 本套装置由 2000kg 500kg 有效容积 天平和二等标准铂电阻 恒温槽 34401A 数字多用表 水泵等组成 本文将按照分检法进行不确定度评定 检定依据为 JJG225 2001 热能表检定规程 环境温度 15 35 湿度 15 85 RH 一 热水流量标准装置不确定度评定 1 不确定度分量 1 被检表的显示分辨率 2 标准器引入的不确定度 3 标准器的重复性 4 管道中的温度变化 5 检定系统中气体 2 数学模型 100 标 标示 V VV E 水 标 m V 式中 E 热能表的流量示值误差 热能表的示值 示 V 标准装置的示值 标 V m 电子称称取水的质量 3 输入量的不确定度分析 3 1 被检表的显示分辨率引入不确定度 被检表的直接读取被检表的示值 被检表分辨率为 0 02L 取最小体积为 20L 则有此 带来的不确定度为 06 0 3 02 0 20 1 1 u 3 2 根据上级省计量院出具的检定证书中给出的不确定度为 20 0 2 4 0 2 k U u 3 3 标准器的重复性引入的不确定度 选一稳定性好的热能表 在 Qp 流量点重复检测 得到数据如下 0 32 0 35 0 66 0 57 0 63 0 68 0 29 0 72 0 47 0 38 0 51 标准偏差为 0 16 在检定过程中 在各流量点检定一次 所以xs u3 0 16 s 3 4 管路中温度变化引起不确定度 此影响主要指被检表至电子称处 管路在检定过程中水温度的变化引入的不确定度 t V V V V GW GG 式中 水的膨胀系数 在 50 附近为 0 00054 1 W 管道材质的膨胀系数 为 0 00005 1 G 试验过程中介质温度的变化t 在检定过程中 装置在进水出水口均安装有测量管路温度的铂电阻 通过软件进行修 正 因此管路中温度变化可忽略不计 3 5 检定中气泡引起的不确定度 检定中水中气泡能给测量结果带来很大影响 其大小也很难作出估计因此只能在装置设 计的时候采取相应措施 水箱中的液位与水泵吸入口的高度不得小于 20mm 在水箱处按装排气装置 必须在管路中设置视窗观察口 通过人为判断保证正常情况下不会对测量结果带来影响 4 合成不确定度 各影响因素相互独立 互不影响 合成不确定度为 u 0 30 2 3 2 2 2 1 u uu 5 扩展不确定度 取k 2 U 2 0 60 2 3 2 2 2 1 u uu 二 温度传感器检定装置不确定度评定 1 温差计算公式 0 ttt i 式中 进口处温度 i t 出口处温度其标准不确定度为 0 t tttit uuuu2 2 0 2 扩展不确定度为 ttt uuU222 在分析时应考虑以下不确定度来源 1 标准铂电阻温度计引入的不确定度 2 标准恒温水槽引入的不确定度 3 测量标准热电阻引入的不确定度 4 测量被测量热电阻引入的不确定度 5 自热效应引入的标准不确定度 2 各不确定度来源分析 1 标准铂电阻温度计引入的不确定度 mK mK ut5 3 32 12 1 2 标准恒温水槽引入的不确定度 mK mK ut7 5 32 7 19 2 3 测量标准热电阻引入的不确定度 mK mK ut75 0 32 6 2 3 4 测量被测量热电阻引入的不确定度 mK mK ut75 0 32 6 2 4 5 自热效应引入的标准不确定度 mK mK ut5 0 32 7 1 5 3 扩展不确定度 mKuuuuuU tttttt 19 22 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 三 计算器检定 1 热量相对误差计算公式为 100 ci cidi i Q QQ E maxiQ EE 式 中 分别代表第 i 点约定真值与指示值 ci Q di Q 计算器检定装置由标准电阻箱 脉冲发生器和多用数字表组成 不确定度分量 1 电测设备误差引入的标准不确定度 2 脉冲信号发生器引起流量不确定度 3 热量系数 4 测量时的接触电阻及导线电阻影响 5 被检表热量分辨率引入不确定度 2 各分量不确定度分析 1 电测设备误差引入的标准不确定度为 05 0 332 6 2 max1 K mK u 2 脉冲信号发生器引起流量不确定度 0 2 u 3 热量系数 058 0 3 1 0 3 u 4 测量时的接触电阻及导线电阻影响 002 0 1003 22 max4 m u 5 被检表热量分辨率引入不确定度 热量显示分辨率为 0 001kWh 按 DN15 口径表最大流量 QP 3m3 h 模拟流量信号 最大流量时间为 3min 最小温差为 T 3K 下 即累积热能值为 0 52kWh 则 11 0 345