热量表标准装置不确定度分析.doc

北京计量院热量表标准装置设计说明 天津大学 2010-11-2 1 热量表标准装置不确定度分析 1.1 热量的计算 比焓差法，可按（1）式计算： （1） 式中：Q—— 释放或吸收的热量，kJ； qm —— 流经热量表的水的质量流量，kg / h ； qv —— 流经热量表的水的体积流量，m3 / h ； ρ —— 流经热量表的水的密度，kg / m3 ； Δh —— 热交换系统入口与出口处水的温差值对应的水的比焓值差，kJ / kg ； τ —— 时间，h。 k系数法，可按（2）式计算： （2） 式中：Q——释放或吸收的热量[kW?h] V——流经热量表的水的累积体积流量，m3；Δt——热交换系统入口与出口处水的温度差值，℃； k——热系数，它是水在相应温度、温差和压力下的函数，J/m3 ℃或kW·h/m3 ℃； .2热量表标准装置测量扩展不确定度的合成评定 热量表标准装置测量扩展不确定度的合成评定，须综合分析热水流量标准检测系统的测量不确定度、温差标准检测系统的测量不确定度、计算器检测系统标准热量计算的不确定度三方面因素的影响。按下述（3）、（4）式确定热量表检定装置总的热量测量不确定度及扩展不确定度。 （3） ( k =2 ) （4） 式中： uQ、UQ——分别表示热量表检定装置的热量测量合成不确定度和扩展不确定度； uq——热水流量标准检测系统的测量标准不确定度； ut——温差标准检测系统的测量标准不确定度； uc——计算器检测系统的标准检定不确定度。 采用称重法和标准表法热水流量标准检测系统的热量表标准装置不确定度分析分别如表1、表2。 法热水流量标准检测系统不确定度 　 　 　 不确定度分量 数值 /% 室温流量检测 热水流量检测 不确定度 u1 /% 不确定度uq /% 计时器A类相对不确定度s11 0.000033 0.017317372 0.023703134 计时器B类相对不确定度u11 0.000017 衡器A类相对不确定度s12 0.0033 衡器B类相对不确定度u12 0.01 换向器A类相对不确定度s14 0.004 换向器B类相对不确定度u13 0.013 标准砝码相对不确定度uF 0.002 热水蒸汽化引入的不确定度u2 0.00096 　 管路水容量变化引入的不确定度u3 0.015 　 测温误差引入密度值的不确定度u4 0.00016 　 水密度变化引入的不确定度u5 0.006 　 　 温差标准检测系统不确定度 　 　 　 不确定度分量 数值 /mK 温差检测 温差检测 不确定度 ut0 /mK 相对不确定度ut /% 标准铂电阻的测量不确定度ut1 3 6.883051649 0.229435055 电阻测量设备引入的不确定度ut2 1 恒温槽温度波动度引入的不确定度ut3 2.31 恒温槽温度引入的不确定度ut4 2.89 　 计算器检测系统不确定度 　 　 　 不确定度分量 数值 /% 计算器检测 温差与计算器组合 不确定度 uc /% 检定不确定度uct /% 比焓差法数学模型计算不确定度uc1 0.0001 0.000519615 0.229435643 比焓差法数学模型计算不确定度uc2 0.0001 标准电阻校准装置引入的不确定度uc4 0.0 数据采集及处理引入的不确定度uc5 0 　 热量表标准装置热量测量不确定度 　 　 　 热量测量标准不确定度uQ /% 0.230657 　 　 热量测量扩展不确定度UQ /% 0.461314 　 　 标准表法热水流量标准检测系统不确定度 　 　 　 不确定度分量 数值 /% 室温流量检测 热水流量检测 不确定度 u1 /% 不确定度uq /% 标准流量计A类不确定度u11 0.09 0.093145056 0 计时器A类相对不确定度u12 0.000033 计时器B类相对不确定度u13 0.000017 标准表不带配套仪表引入的不确定度u14 0 标准表检定和使用条件不同引入不确定度u15 0 数据采集和处理引入不确定度u16 0 检定标准表的流量