加油机示值误差的测量不确定度评定及改进

莫晓冬

荔浦市计量检定测试所 广西桂林 546600

1 加油机示值误差测量的基本概述

1.1 测量环境

测量环境对于示值度数影响较大，因此在进行测量的时候需要确保环境温度处于合适的范围当中，最低温度不能低于零下20℃，而最高也不能超过40℃，因此在测量加油机示值误差的时候要尽量避开夏季炎热的时段和冬季寒冷的时段。与此同时，在对误差进行测量的过程当中还需要确保温度不发生较大程度的变化。最后，还需要确保测量环境的相对湿度不低于30%、不高于90%；大气压强不能高于110kPa、不低于85kPa；加油机测量设备所连接的电源电压频率保持在50Hz左右。

1.2 测量标准

通常来说，是使用容量为50升的二等标准金属量器进行测量。温度计采用的是最小分度值为0．2℃，最低温不高于零下25℃、最高温不低于55℃的。而水平仪需要具备0．005mm/m的高精度仪器。

1.3 测量性能

在测量的时候，需要确保加油机的示值误差准确度为±0．3%，重复性大于0．15%。

1.4 测量方法和原理

在测量的之前，首先需要确保环境符合要求，同时确保测量仪器没有出现损坏，能够正常使用[1]。测量的时候，使用金属量器对加油机进行测定，使用的方法是溶剂比较法。具体来说，在规定的流量范围内将加油机当中的油注入到量器当中，然后观察加油机上所显示的体积数值，并将这个数值与标准量器当中的实际体积数值进行对比，二者的体积差就是加油机的示值误差。

2 数学模型的建立

经过分析测量的原理和方法可以得出，加油机示值误差的数学模型为：

其中VBt的计算方法为：

上述两个公式合并之后就可以得出ΔV的计算方法：

这个过程当中各个字母所代表的变量与单位如表1所示。

表1 数学模型当中各个字母的意义与单位

3 输入量的标准不确定度评定

3.1 VJ的标准不确定度

VJ的标准不确定度主要是由于加油机测量过程当中多次重复造成的，因此提高VJ测量数值准确度的主要方式就是增加测量次数。在同一台加油机的前提条件下，设定加油量为80L，然后使用二等标准金属量器连续测量10次，从而得到如表2所示的数据信息。

表2 VJ的十次测量结果

然后取这十次测量的平均值¯V=100．073。

3.2 VB的标准不确定度

VB的标准不确定度主要来源于金属量器的定值不准确，因此要想提高VB测量数值的准确度就要从金属亮起的准确度入手。

从实际操作的角度出发，要想提高VB的准确度主要由以下的方法。第一是使用磁致伸缩液位计，这样可以对油的液面位置进行精准的控制，同时还可以减小摩擦力[2]。第二是可以使用不锈钢微型蝶阀，要确保阀门当中没有液体留存。这样可以减小标准量器当中液体的残留，从而造成测量的不准确性。第三是要尽量减少量器当中的液体挂壁量。可以采用椎体自动碾压机生产的量器来确保对椎体角度和平度的有效控制，从而提高量器的精确度。最后还可以通过对标准金属量器进行时实效控制的方式来防止量器在使用过程当中出现形变的情况，这样可以消除量器的内应力，从而提高准确度。

本次使用的二次标准金属量器的最大允许误差为±0．025%，半宽a为0．025%，在区间内可以认为是均匀分布的，包含因子k= √ 3，则 u（VB）=a/k=0．00025/√ 3×100L=0．0144L

3.3 tj的标准不确定度

tj的标准不确定度也是与量器的标准度有关。因此要想提高tj测量数值的准确度可以采用添加油温感受器的方式来解决。具体来说，可以在加油枪的出口处和量器的主体部分上按照油温传感器随时进行温度的测量，这样可以降低温度测量导致的不准确性。

3.4 tB的标准不确定度

tj的标准不确定度也是与量器的标准度有关[3]。因此要想提高tj测量数值的准确度可以采用双层真空保温设备来解决。具体来说，使用双层真空保温设备将量器当中油温的变化控制在一定的数值之内。通过实验发现，使用双层真空保温设备可以在20分钟内将油温的变化控制在0．2℃之内，确保了油的温度能够不受周围环境的影响，从而提高了tB的标准度。