膜式燃气表示值误差测量结果的不确定度评定

雷志雯 王学军

摘要：本文介绍了膜式燃气表的钟罩式气体流量标准装置检定方法，对燃气表示值误差测量结果建立了数学模型，并对其测量不确定度进行评定。

Abstract： This paper introduces the verification method of bell cover type gas flow standard device to examine the membrane gas meter， establishes a mathematical model of the error measurement results of membrane gas meter and evaluates its uncertainty of the measurement.

关键词：膜式燃气表;钟罩式气体流量标准装置;不确定度

Key words： membrane gas meter;bell cover type gas flow standard device;uncertainty

中图分类号：TU996.7                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）29-0249-02

0  引言

随着我国城市化的加快和天然气产量的不断提高，天然气市场真可谓是进入了日新月异的新阶段。燃气表已成为城市居民生活中计量核算的必用计量器具。所以膜式燃气表其测量的准确性直接影响供气双方的贸易结算，国家计量法律法规将膜式燃气表列入重点计量器具，实行强制检定管理。我单位使用的是钟罩式气体流量标准装置，本文就以钟罩气体流量标准装置为例，根据JJG577-2012《膜式燃气表检定规程》，对膜式燃气表示值误差测量结果的不确定度进行评定。

1  概述

①测量依据：JJG577-2012《膜式燃气表》。

②环境条件：温度（20±2）℃，相对湿度45%～75%，大气压（86～106）kPa。

③测量标准：钟罩气体流量标准装置，测量范围（0～30）m3/h，扩展不确定度Ur=0.2% （k=2）。

④被测对象：G16膜式燃气表，测量范围（0～25）m3/h，准确度等级：1.5级。

⑤测量过程：将燃气表安装在钟罩气体流量标准装置检测台上，启动装置，降下钟罩，根据钟罩中排出的气体体积和燃气表显示的气体体积检测各个流量点的示值误差[4]。

⑥评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。

2  数学模型

膜式燃气表示值误差的数学模型如下：

式中：？啄—被检表的示值误差（%）;

Vm—燃气表的示值（dm3）;

Vref—通过燃气表的气体实际值（dm3）。

3  燃气表示值的标准不确定度的评定

本评定结果以qmax点为例。

3.1 燃气表的示值Vm引入的不确定度分量u1的评定

燃气表的示值Vm的不确定度主要来源于被测燃气表的测量重复性，采用A类评定方法。对被测燃气表在qmax流量点连续测量10次，燃气表的示值誤差测量结果如表1所示。

由测量重复性导致的测量结果Vm的A类标准不确定度为：

u1=0.0057%

3.2 钟罩气体流量标准装置引入的不确定度分量u2的评定

钟罩气体流量标准装置引入的不确定度分量u2由两部分组成，分别为标准装置定值引入的不确定度分量u（V1）和标准装置读数引入的不确定度分量u（V2），两个分量均采用B类评定方法。

对于钟罩气体流量标准装置定值引入的不确定度分量u（V1），根据其相关证书的信息可知，其扩展不确定度Ur=0.2%，包含因子k=2，则

u（V1）=Ur/k=0.2%/2=0.10%

与此同时，钟罩气体流量标准装置在运行过程中，采用编码器累计脉冲数来计算实际体积，检定100L气体累计8015个脉冲，估计读数时误差为3个脉冲，按均匀分布：

u（V2）==0.022%

由于u（V1）和u（V2）互不相关，因此钟罩式气体流量标准装置引入的不确定度分量u2合成为：

4  合成标准不确定度uc的评定

4.1 标准不确定度分量汇总表，如表2所示。

4.2 合成标准不确定度uc的估算

因标准不确定度各项分量互不相关，故合成标准不确定度uc的计算如下：

5  扩展不确定度Ur的评定

取包含因子k=2，扩展不确定度Ur=k·u，则扩展不确定度Ur为：

Ur=k·uc=2×0.102%= 0.204%≈0.20%

6  扩展不确定度的报告与表示

膜式燃气表在qmax点的示值误差测量结果的扩展不确定度为：

Ur =0.20%        k=2

7  结语

测量不确定度评定是测量技术的重要概念，也是保证计量检定的重要要素，被我国纳入法制计量管理范畴。本文以钟罩气体流量标准装置对燃气表进行检定的数据为基础，结合JJG577-2012《膜式燃气表》检定规程的要求，对膜式燃气表示值误差测量结果的不确定度进行分析和评定。

参考文献：

[1]刘家彤.膜式燃气表误差的快速检定技术研究[D].中国计量学院，2014.

[2]汤志彪，钱永安，龚寰平.浅析膜式燃气表与超声波燃气表的计量误差特性曲线[J].计量技术，2019.

[3]车磊，梁芳.IC卡家用膜式燃气表示值误差测量结果不确定度评定[J].计量与测试技术，2013.

[4]孔令云.膜式燃气表示值误差测量结果不确定度评定[J].上海煤气，2013.

[5]周兵，佟海军.基于钟罩式气体计量器的煤气表检定仪的设计[J].工业计量，2006.

[6]Hae M C， Kyung-Am P， Youn K O， Yong M C. Uncertainty evaluation procedure and intercomparison of bell provers as a calibration system for gas flow meters[J] . Flow  Measurement and Instrumentation， 2010.