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涡街流量计校准结果的异常值剔除和符合性判定
发布日期:2017-9-20 7:54:41

摘 要:文章从校准结果符合性判定的角度,简要介绍了格拉布斯准则和符合性判断依据。文章依据JJG1029-2007《涡街流量计检定规程》,对涡街流量计进行计量性能校准,依据格拉布斯准则剔除异常值,分析了涡街流量计校准结果的主要不确定度来源,并进行分析和评定,结合相关校准数据,给出符合性判定结果。

关键字:气体涡街流量计 格拉布斯准则 不确定度评定 符合性判定

流量测量是工业质量控制和安全防护的重要保证。作为计量工作者,做好流量计的检校工作,确保流量计的检校质量,使企业依靠数据安排生产,监控工艺和检验成品。做好流量计的量值传递和溯源工作,使法制计量机构更好的服务企业,更好的使企业应对市场竞争。所以流量计的检校工作非常重要,本文依据JJG 1029-2007《涡街流量计检定规程》对气体涡街流量计进行校准,依据统计方法剔除异常值,分析和评定了其测量不确定度,并给出了符合性判定。为计量技术员对气体流量计校准的符合性判定提供些参考意见。

1 概述

1.1 测量依据:JJG 1029-2007《涡街流量计检定规程》。

1.2 环境条件:温度:(15-25)°C;相对湿度:(30-70)RH;大气压力:(101-102)kPa。

1.3 测量标准:钟罩式气体流飾准装置,准确度等级为0.5级,可靠程度为90%。

1.4 被测对象:涡街流量计,1.5级,测量点75.0m3/h。

1.5 测量过程:按照JJG1029-2007的要求,采用瞬时流量比对法,即用夹表器将被测涡街流量计夹在测量管道上,使介质气体流经气体标准装置和被测流量计,计算气体流量标准装置和被检流量计的瞬时流量。

2 剔除异常值

对某台涡街流量计在较短时间内,重复性条件下进行10次测量,得到数据如下:74.6、74.5、75.1、73.5、75.0、75.2、74.7、75.1、75.3、74.8。

首先运用格拉布斯准则査看观测列中有无异常值。

格拉布斯准则:,则最大残差对应的某次测量值xd为异常值。式中a为显著性水平,n为重复测量次数,G(a,n)为格拉布斯临界值,其值可以通过查表得到。

测量10次平均值
 

重复性
 

 


 

10次测量中,
 

最大残差
 

 


 

所以观测值中73.5是异常值,应剔除。

剔除后新观测列为74.6、74.5、75.1、75.0、75.2、74.7、75.1、75.3、74.8。

3 测量模型及不确定度评定

绝对误差   (1)

式中:E——被测流量计的测量误差,m3/h;q——被测涡街流量计瞬时流量示值,m3/h;qs——标准装置瞬时流量示值,m3/h。

由测量过程和公式(1)可知其测量不确定度主要来源于:在重复条件下被测流量计测量重复性引起的不确定度、被检流量计分辨力引入的不确定度、标准装置的不确定度和被检表及标准装置处温度、压力差异引起的不确定度。

3.1 测量重复性引入的不确定度分量u1

测量9次平均值
 

重复性
 

重复测量引入的不确定度分量:
 

3.2 被检流量计分辨力引入的不确定度分量u2

 


 

3.3 标准装置引入的不确定度分量u3

钟罩式气体流量标准装置,扩展不确定度U=0.5%(k=2),则由标准装置引入的不确定度

 


 

3.4 被检表和标准装置处温度、压力差异引入的不确定度分量u4

经确认,实验室是恒温室,且被检表和标准装置间距离较短,被检表和标准装置处介质温度、压力基本一致,温度和压力差异导致的不确定度可以不考虑。

4 扩展不确定度的评定

u1,u2中取其大者,合成不确定度

 


 

重复测量的自由度


 

标准装置可靠程度为90%,其自由度υ3=则合成标准不确定度的有效自由度取υeff=60。


取p=95%,查表得

 


 

该涡街流量计示值误差测量结果的扩展不确定度U95=0.5(m3/h),p=95%,υeff=60

5 符合性判断

5.1 符合性判断依据

分两种情况:

(1)
 

判为合格判为不合格
 

判为待定区(2)


 

判为合格
 

判为不合格

注:——示值误差的绝对值;MPEV——流量计最大允许误差;U95-p=95%示值误差的扩展不确定度。

5.2 被检流量计的符合性判断

在75m3/h流量点处,U95=0.5(m3/h),MPEV=0.375(m3/h),故使用5.1中情况1进行判断。

 


 

 


 

满足≤MPEV-U95,则该流量计在75.0m3/h处合格。

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