1 超聲波熱能表流量傳感器示值誤差的測量不確定度分析 

 1.1 概述  （1）測量依據：依據檢定規程JJG225-2001《熱能表》。  （2）測量環境：溫度要求：（15～35）℃；濕度要求：15%～85%RH。  （3）所用標準器：熱水流量標準裝置，工作范圍（15～50）mm口徑。電池供電電磁流量計 由供水系統、工作臺、測量系統、控制系統和計算軟件等部分組成。  （4）被測對象：熱能表，口徑（15～25）mm。  （5）測量過程：采用質量法，利用電子天平來計算熱水流過裝置體積。 

1.2 建立數學模型  （1）被檢表示值誤差計算公式  示值誤差E=（V示-V標）/VN×100%  式中：E—流量傳感器的示值誤差；V示—流量傳感器指示的水量；V標—實際通過的水量。  （2）靈敏系數  c1=1/V標，c2=V示/V2標  （3）傳播率公式  由上式和各量關系可知其標準不確定度： 

1.3 輸入量的相對不確定度的評定  （1）輸入量V示的不確定度uV示的評定  輸入量V示的不確定度來源主要是測量的重復性，可采用多次重復測量得到的一組測量列V示i1、V示i2??V示in，采用A類評定方法評定。  同一塊熱量表，流量選擇在小流量qi處，連續測量6次得到的一組測量列，如表1：  由上表可知：單次實驗標準差  任意選取3臺同類型的熱能表，每臺分別在流量點2.5m3/h處和流量點0.25m3/h處，在重復性條件下連續測量6次，一共得到9組測量列，每組測量列分別按上述方法計算得到單次實驗標準差，如表2：  合并樣本標準差sp為  自由度v為  v=m×（n-1）=9×5=45  在實際測量中，取3次測量中的最大值為測量結果，故認為單次測量，所以urel（Vij）=sp=0.29%  （2）輸入量V標相對不確定度urel（V標ij）的評定  由于廠家給出該熱能表標準裝置的擴展不確定度U=0.2%http://www.kfwt.cn/，k=2。  所以urel（Vij）=0.2%/2=0.1%，v估計可靠程度為90%，故v=50。 

1.4 不確定度匯總  由上分析可知測量結果的不確定度來源可分為兩類即為標準裝置和流量傳感器分辨力，分類匯總如下表3： 

1.5 合成相對不確定度  （1）合成相對不確定度為uc=0.31%  （2）有效自由度  為使用方便veff可近似為50。 

1.6 擴展不確定度的評定  取置信概率p=95%，有效自由度veff取50，查t分布表得  k95=t95（50）=2.01  所以擴展不確定度  U95rel=t95（50）×urel（Vij）=0.63% 

1.7 測量不確定度的報告與表示  熱量表流量傳感器示值誤差的測量不確定度  U95rel=0.63%  veff=50  2 熱能表配對溫度傳感器示值誤差測量不確定度分析 

2.1 概述  （1）測量依據：依據檢定規程JJG225-2001《熱能表》。  （2）環境條件：溫度要求：（15～35）℃；濕度要求：15%～85%RH。  （3）所用標準器：溫度傳感器檢定裝置由標準槽、二等標準鉑熱電阻和六位半萬用數字表作為標準。  （4）被測對象：熱能表的配對溫度傳感器。  （5）測量過程：按檢定規程規定熱能表配對溫度傳感器檢定示值誤差采用間接測量法。 

2.2 建立數學模型  （1）被檢表示值誤差計算公式  t=ti-to  式中：ti—進口處溫度；to—出口處溫度。  （2）靈敏系數  c1=1，c2=1  （3）傳播率公式  由上式和各量關系可知其標準不確定度： 

2.3 各項不確定度分析  各項引入誤差，其擴展不確定度包含因子均取2。  （1）標準鉑熱電阻引入的標準不確定度  （2）標準槽溫場不均勻性引入的標準不確定度  （3）電測設備誤差引入的標準不確定度  此處包含了標準熱電阻與被檢熱電阻二次測量引入的誤差  （4）自熱效應引入的標準不確定度  2.4 不確定度匯總：通過以上分析，將各分量列于表4：  2.5 合成標準不確定度  （1）合成標準不確定度為ut=5.5mK  （2）有效自由度  2.6 擴展不確定度的評定  取置信概率p=95%，有效自由度veff取∞，查t分布表得  k95=t95（∞）=1.960  所以擴展不確定度 

2.7 配對溫度傳感器示值誤差測量不確定度結果的報告  配對溫度傳感器示值誤差測量擴展不確定度  UT95rel=0.52%，veff=∞  3 熱能表計算器示值誤差的測量不確定度分析 

3.1 概述  （1）測量依據：依據檢定規程JJG225-2001《熱能表》。  （2）環境條件：溫度要求：（15～35）℃；濕度要求：15%～85%RH。  （3）所用標準器：計算器檢定裝置由標準電阻箱、明渠流量計 流量標準信號源和多用數字表等組成。  （4）被測對象：熱能表的計算器。  （5）測量過程：按檢定規程規定熱能表計算器示值誤差采用間接測量法。 

3.2 建立數學模型  （1）被檢表示值誤差計算公式  E=（t1-t2）·k·V  式中：t1、t2—按照JJG229-1998《工業鉑、銅熱電阻》國家檢定規程中的提供的電阻值與溫度的對應關系換算出的電阻值作為被檢熱能表輸入的溫度值；k—熱系數（查表）；V—熱水體積量（由信號發生器模擬產生）。  （2）靈敏系數  c1=1，c2=1  （3）傳播率公式  由上式和各量關系可知其標準不確定度： 

3.3 各項不確定度分析  （1）電測設備誤差引入的標準不確定度為：   輸入模擬溫度信號，經多用數字表校準，所引起的不確定度  （2）流量信號發生器不確定度：u2=0  （3）熱系數查表誤差：  （4）測量時的接觸電阻及導線電阻影響：  （5）被檢熱能表分辨力產生的引入的不確定度  檢定時，熱量表的熱能變化量至少為500個數字，所以引入不確定度為0.2%，矩形分布 

3.4 不確定度匯總：通過以上分析，將各分量列于表5。流速儀 3.5 合成現對不確定度：  （1）合成相對不確定度為uc=0.05%  （2）有效自由度  3.6 擴展不確定度的評定：  取置信概率p=95%，有效自由度veff取∞，查t分布表得  k95=t95（∞）=1.960  所以擴展不確定度  3.7 熱能表計算器示值誤差的測量不確定度結果的報告  熱能表計算器示值誤差的擴展不確定度  UE95rel=0.28%，veff=∞。