水表示值误差测量结果不确定度的评定.doc

冷水表示值误差测量结果不确定度的评定

1 概述
1．1 测量依据
JJG162—2009《水表及其试验装置》检定规程。
1．2 环境条件
温度：20士5℃，水压：O．3MPa，水源：稳压状态下的洁净水。
1．3 被测对象
口径为20mm的旋翼式冷水水表，型号为LXS,编号为018291，计量等级为B级。
1．4 测量方法
依据JJG162—85《水表及其试验装置》检定规程，用启停容积法水表检定装置对小El径多流束式水表检定测量为例，在测量水表的示值误差时，将流经水表的水收集于检定装置的工作量器内，比较水表的示值和装置量器中水量的实际值，得到水表的示值误差。
2 数学模型及灵敏系数
2．1 建立数学模型
根据JJG162—85《水表及其试验装置》规程规定的水表示值误差的定义，水表的示值误差为：

式中：δ---水表的示值误差；V示---水表记录的水量；
V实---经水表注入工作量器的实际水量。
2．2 灵敏系数
根据JJF1059—1999{(测量不确定度评定与表示》定义的灵敏系数及计算方法推导如下：
V示的灵敏系数
V实的灵敏系数
3 水表测量不确定度来源
3．1 水表示值标准不确定度up引起的不确定度分量u1

3.1.1测量重复性引起的不确定度
按检定规程要求对10L,20L,100L三个点分别连续测量10次，得到以下值：
10L点： 10.1 10.1 10.0 10.1 10.1 10.1 10.0 10.1 10.0 10.1
20L点： 20.0 19.8 19.9 19.9 20.0 19.9 20.0 19.9 20.0 19.9
100L点: 100.0 100.0 100.0 100.0 100.1 100.0 100.0 99.9 100.0 99.9
用贝塞尔公式 求出标准不确定度:
10L点： up1=0.048 （L）
20L点： up1=0.068 （L）
100L点： up1=0.014 （L）
自由度 υp1=n-1=9
3.1.2水表示值估读引起的不确定度分量up2 ：
水表的最小分度值为0.05L，读数误差一般不会超过1/2分度值，考虑其均匀分布，则有：
(L)

可信度估计为90％，则自由度

3.1.3水表示值总标准不确定度可根据公式：
计算得：
10L点： up=0.050 （L）
20L点： up=0.069 （L）
100L点： up=0.019 （L）

有效自由度由公式 计算得：
10L点：
20L点：
100L点：

3.2水表检定装置体积不确定度引起的不确定度分量u2

3.2.1工作量器读数误差引起的不确定度
10L工作量器的最小分度值为0.01L
20L工作量器的最小分度值为0.02L
100L工作量器的最小分度值为0.10L
读数误差一般不会超过1/2分度值，考虑其均匀分布，则有：
10L工作量器的不确定度 （L）
20L工作量器的不确定度 （L）
100L工作量器的不确定度 （L）
水表检定装置经检定合格，且为金属材料，可认为可靠性较高，可信度估计为90%，则其自由度为：

3.2.2工作量器容积误差引起的不确定度
本检定装置的准确度为0.2级，示值最大误差为±0.16%，按均匀分布其标准不确定度为：

10L工作量器的不确定度 （L）
20L工作量器的不确定度 （L）
100L工作量器的不确定度 （L）

三段量器的可信度都估计为90%，则其自由度为：

3.2.3水温及环境温度和水压引起的不确定度
由于本次检定是在比较理想的温度及压力下进行，故对这几个分量不于考虑。
3.2.4水表检定装置体积总标准不确定度可根据公式：
计算得：
10L点： ub=0.009 （L）
20L点： ub=0.019 （L）
100L点： ub=0.097 （L）

有效自由度由公式 计算得：
10L点：
20L点：
100L点：

4 合成标准不确定度的评定
4．1 标准不确定度一览表如表所示。
表1 水表校准不确定度一览表
不确定度分来源
标准不确定度
灵敏系数
Ci
标准不确定度分量
Ui
自由度

水表示值

测量重复性

0.048(10L)
0.068(20L)
0.014(100L)

(10L)
(20)L
(100)L
10
9
25
示值估读
0.014
实际水量
工作量器读数误差
0.003(10L)
0.006(20L)
0.03(100L)

(10)L
(20)L
(100)L
49
61
61
工作量器容积误差
0.009(10L)
0.018(20L)
0.092(100L)

4．2 合成不确定度的计算
各标准不确定度分量不相关，故合成标准不确定度可由公式得：
10L点： uc =
20L点： uc =
100L点： uc =
4．3 有效自由度的由公式 得：
10L点：
20L点：
100L点：

5 扩展不确定度的评定
取包含因子k=2 则扩展不确定度由得：
10L点： u =
20L点： u =
100L点： u =

6 不确定度报告
此水表在10L、20L、100L三个检定点上示值误差测量结果的扩展不确定度为
10L点： u= （k=2）
20L点： u= （k=2）
100L点： u= （k=2）