家用膜式燃气表检定的测量不确定度分析

赖智强

摘要：本文根据JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示技术规范和JJG577-2012膜式燃气表检定规程，采用钟罩式气体标准装置检定并结合实际工作经验，依据膜式燃气在检测过程中可能影响测量结果的不确定因素进行综合分析和评定。

关键词：燃气表；示值误差；测量不确定度结果分析；影响因素。

引言：膜式燃气表属于国家强制性检定计量器具，膜式燃气表检测技术不仅涉及燃气表计量安全和准确性问题，还关系到广大消费者的合法权益和燃气表行业的健康发展等问题。但在当前膜式燃气表计量检定工作中还存在影响计量检定结果的诸多因素，因此需要采取有效的措施加以解决，有效的提高计量检定结果的准确性，确保膜式燃气表准确计量。

1.概述

1.1测量依据

JJG577-2012膜式燃气表检定规程.

1.2测量对象

IG2.5S-G膜式燃气表，准确度等级1.5级。

1.3环境条件

检定温度：（20±2）℃，相对湿度：45%～75%，大气压一般为（(90～102)kPa。

1.4测量标准

钟罩式气体流量标准装置，测量范围为准确度等级为0.2级。

1.5 测量方法

检定时，先将同一方向进气的燃气表放在每个台上，降下气缸，调整光电自动读数器。按电脑操作程序进行操作。确定操作无误后，按连续键，装置自动进入密封性试验、压力损失试验、误差检测。本装置的测量是通过钟罩式气体流量标准装置的气体的压力、温度并换算成流过被检表的气体的实际容积值，并将流过的气体实际容积和被检表的示值进行比较，计算出燃气表的示值误差。该装置具有温度自动补偿和压力补偿功能。由计算机进行数据显示、终端处理、打印、保存传检定结果。

2.标准不确定评定

2.1数学模型

检定环境温度为（20±2）℃,一次检定过程所需要时间很短，故假设标准器排出口气体温度与被检燃气表入口处的气体温度一致，即气体流动过程可视为等温过程。但需要考虑气体从标准器内排出，流至燃气表入口处沿压力下降导致的体积改变量。因此被检燃气表示值误差E计算的数学模型为：

其中： （1）

（2）

式中： E ── 单次测量的示值误差； %

──燃气表的示值；dm3

---通过燃气表的气体实际值；dm3

──标准器的示值；dm3

──标准器的绝对压力，Pa；

──标准器处的热力学温度；K

──燃气表进口端的绝对压力；Pa

──燃气表进口端的热力学温度；K

3.计算分量标准不确定度

3.1 燃气表测量重复性的不确定度

输入量 的不确定度主要来源是被测燃气表的重复性，为了获得测量重复性引入的标准不确定度，选取4台IG2.5S-G膜式燃气表，准确度等级1.5级，分别在0.2qmax，qmax2个流量点进行测连续测量10次，测量结果如下：

单位（%）

检测项目		682200068244		682200068227		682200068231		682200068228
		qmax	0.2qmax	qmax	0.2qmax	qmax	0.2qmax	qmax	0.2qmax
基本误差	1	0.45	0.78	0.33	0.58	0.33	0.34	0.23	0.33
	2	0.55	0.75	0.45	0.55	0.38	0.48	0.28	0.34
	3	0.49	0.58	0.41	0.57	0.42	0.43	0.33	0.38
	4	0.65	0.72	0.44	0.62	0.44	0.48	0.35	0.44
	5	0.58	0.78	0.58	0.68	0.55	0.42	0.42	0.45
	6	0.42	0.68	0.56	0.66	0.33	0.36	0.44	0.53
	7	0.45	0.77	0.59	0.58	0.25	0.33	0.38	0.46
	8	0.66	0.82	0.66	0.68	0.18	0.25	0.48	0.51
	9	0.58	0.84	0.59	0.57	0.28	0.31	0.37	0.43
	10	0.64	0.76	0.62	0.88	0.24	0.29	0.42	0.51
平均误差		0.547	0.748	0.523	0.637	0.340	0.369	0.37	0.438
单次实验标准差Sj		0.0897	0.0745	0.1080	0.0981	0.110	0.0798	0.0759	0.0700
合并样本标准差Sp		0.186

根据实际测量情况，选取重复性最大值，以该次测量值作为测量结果,

可得到

3.2标准装置引入的标准不确定度

输入量 的不确定度主要来源于标准检定装置。可根据证书给出的相对扩展不定度为Urel=0.14%,k=2。即采用B类方法进行评定，则标准器引入的标准不确定度为

= 0.14%/2= 0.07%

3.3 标准器绝对压力的不确定度u3（PS）

输入量u（PS）的不确定度主要来源于标准器绝压变送器。可根据证书给出的相对扩展不定度为Urel=0.05%,k=2。则标准器引入的标准不确定度为

3.4 燃气表进口端绝对压力的不确定度u4（Pm）

输入量u（Pm）的不确定度主要来源于标准器差压变送器。可根据证书给出的相对扩展不定度为Urel=0.05%,k=2，则标准器引入的标准不确定度为

4标准不确定度汇总一览表

标准不确定度分量 u(xi)	不确定度来源	标准不确定度	ci=∂δ/∂xi	| ci |·u(xi)
	测量重复性	0.186%	1	0.186%
	检定标准装置	0.07%	-1	0.07%
u3（PS）	绝压变送器	0.025%	1	0.025%
u4（Pm）	差压变送器	0.025%	1	0.025%

5 合成标准不确定度uc

6扩展不确定度U

包含因子k=2时的扩展不确定度Urel = k·uc= 2·uc= 2×0.2%

=0.4%

7测量不确定度的报告与表示

膜式燃气表示值测量结果的扩展不确定度为Urel =0.4%， k =2

参考文献

1、JJG577-2012膜式燃气表检定规程；

2、JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示

3、GB∕T 6968-2019 膜式燃气表国家标准；