尺寸法钟罩式气体流量标准装置校准和测量能力评定
1.概述
1.1测量依据:JJG165-2005《钟罩式气体流量标准装置》 1.2测量标准:主要设备二等标准金属量器组 表1. 实验室的计量标准器和配套设备
1.3被测对象:
表2. 被测钟罩式气体流量流量标准装置
1.4测量方法:
升起钟罩稳定后,标记出上、中、下截面位置,用直径尺分别对上、中、下截面进行各三次(共九次)直径测量d i 。
连续6次测上下挡板量高度H i ,然后测量标尺体积V sc (L )以及上下挡板高度钟罩排出体积V T (L ),进而得出实际体积。
2.数学模型
)]20)(22(1][)(4
[54212θααααπ
---++-+=T sc V V H d V (1)
式中:V ——钟罩标准容积,L ; d ——平均直径,mm ;
H ——钟罩该段上下挡板间平均高度,mm ; θ—— 钟罩内气体温度,℃;
α1——钟罩标尺材料的线膨胀系数,1/℃;
α2——钟罩材料的线膨胀系数,1/℃;
α4——测H 用的测高仪或尺子材料的线膨胀系数,1/℃; α4——直径尺的线膨胀系数1/℃。
若|20-θi |<5℃内时,可认为:
T sc V V H d V -+=
2)(4
π
(2)
3.不确定度传播率:
22222)]([)]([)]([)]([)(T VT sc Vsc H d V u c V u c H u c d u c V u +++=
由(2)式计算灵敏度系数:
4102
-⨯=∂∂=
H d d V c d π
(dm 2) 4210)(4
-⨯=∂∂=
d H V c H π
(dm 2) 1=∂∂=
sc
Vsc V V
c 1-=∂∂=
T
VT V V
c 4.标准不确定度评定
4.1 钟罩直径d 的测量标准不确定度)(d u
4.1.1上、中、下三段九次测量直径d i 所产生的A 类测量标准不确定度:
)
1()()(1
2
--=
∑=n n d d
d u n
i i
A (测量9次,即n =9)
4.1.2测量使用的直径尺引入的B 类标准不确定度:
使用Ⅱ级直径尺其(0. 3+0. 2 L )mm ,包含因子k =2由此可得:
π
22.03.0)(L
d u B +=
mm
4.1.3合成直径测量的标准不确定度:
22)()()(d u d u d u B A +=
4.2该段(或上下挡板)高度H 测量标准不确定度)(H u
4.2.1测量该段高度6次所产生的A 类标准不确定度:
)
1()()(1
2
--=
∑=n n H H
H u n
i i
A (测量6次,即n =6)
4.2.2测量H i 使用的钢直尺引入的B 类标准不确定度: 测量使用的钢直尺最大误差为:0.2mm ,则有:
2
2
.0)(=
H u B mm=0.1mm 4.2.3合成高度测量的标准不确定度:
22)()()(H u H u H u B A +=
4.3测量标尺体积V sc 的标准不确定度:
610-⨯=eB H V sc (L) (3)
式中:e ——标尺的厚度,mm ; B ——标尺宽度,mm 。
由于尺寸法测量200L 以上的钟罩,该项测量结果不确定度可忽略不计, 则有u (V sc )=0。
4.4测量钟罩外液槽内液体在该段高度下的体积变化值V T 的不确定度u (V T ):
62210])([4
-⨯-=
h d D V T π
(L) (4)
式中:h ——前后页面高度差h 的平均值mm (测量三次取平均值); D ——液槽内径mm 。
由于尺寸法测量200L 以上的钟罩,该项测量结果不确定度可忽略不计, 则有u (V T )=0。
4.5.合成测量标准不确定度u (V )
2
222)]([)]([)]([)]([)(T VT sc Vsc H d V u c V u c H u c d u c V u +++=
22)]([)]([H u c d u c H d +=
实例以及评定结果见下表:
5.扩展相对不确定度:
取置信概率为95%,包含因子k=2,评定结果见下表:
6.校准和测量能力(CMC)
该项目的CMC为:(200L~2000L),U rel=0.06%,k=2。