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音速喷嘴气体流量标准装置的误差分析2003年10月(2)

通常实测绝对压力的测量可以采用两种方法:

第一种方法:差压变送器+大气压力计+A/D,差压变送器的高压室直接通大气,低压室用于测量滞止容器的压力,这样测得的压力实际上是真空度,要想得到绝对压力,必须用大气压力计测得大气压,绝对压力=大气压-真空度。所以采用这种方法的误差 应包括差压变送器的误差 、大气压力计的误差 和A/D数据采集卡的误差

                        (8)

第二种方法:绝对压力变送器+A/D,直接用绝对压力变送器测量滞止容器的绝对压力。所以采用这种方法的误差 包括绝对压力变送器的误差 和A/D数据采集卡的误差E

                             (9)

在本装置中,采用了第二种方法,其中绝对压力变送器的量程为0~0.12MPa,精度为±0.2%,采用台湾研华的12位A/D数据采集卡,精度为±0.015%,所以

                   (10)

由式(7)和式(10),可得滞止绝对压力总的测量误差为

      (11)

 2.6 滞止绝对温度T0

同理,在ISO9300中,给出了实测绝对温度T1与滞止绝对温度T0的关系[2]

                              (12)

根据文献[1],可近似表示为

                   (13)

在本装置中, 我们用实测绝对温度(图1中滞止容器的绝对温度T1)直接代替了喷嘴滞止绝对温度,由此所带来的误差E31可用式(13)计算:

                   (14)

       在本装置中,温度变送器的量程为0~100℃,精度为±0.5%,所以温度变送器带来的误差

                    (15)

A/D数据采集卡的误差 为±0.015%。

所以,滞止绝对温度总的测量误差为

 

     =

     =0.135%                                   (16)

事实上,式(1)右边的各个变量并非是独立的,例如 的函数,C是d, 的函数,所以直接从这些变量的不确定度并不能严格地精确计算 的不确定度。然而,假定式(1)右边的各个变量的不确定度是相互独立的,整个装置的不确定度为

    =

    =0.408%

所以,整个装置准确度达到了0.5%的设计要求,本装置可以用于精度≥1.0%的气体流量计的检定。


 


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以上资料摘录自《自动化仪表》杂志
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