5 Метрологические характеристики спроектированного расходомера

5.1 Расчет погрешности

Неопределенность расхода среды при измерении объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям, в случае независимости ρ и ρ_с (например, ρ определяют с помощью плотномера) рассчитывается по формуле:

, где

- относительная стандартная неопределенность коэффициента истечения;

- относительная стандартная неопределенность;

- относительная стандартная неопределенность;

-относительная стандартная неопределенность;

- относительная стандартная неопределенность;

- относительная стандартная неопределенность коэффициента расширения;

- неопределенность по плотномеру при стандартных условиях;

- неопределенность результата измерения Δp;

- неопределенность по плотномеру при рабочих условиях.

Составляющие неопределенности расхода среды.

1. Относительную стандартную неопределенность коэффициента истечения с учетом влияющих факторов рассчитывают по формуле:

, где

- неопределенность коэффициента истечения сопла ИСА 1932 равна 2β-0,4;

- составляющая неопределенности коэффициента истечения, которая обусловлена сокращением длины прямолинейных участков, равна 0% т.к. местных сопротивлений перед СУ нет.

- составляющая неопределенности коэффициента истечения, которая обусловлена сокращением длины прямолинейных участков между СУ и гильзой термометра, равна 0%, согласно (7).

- согласно (5) равна 0,3%

- согласно (5) равна 0%

- значение принимают равным 0,02%, по 10.3.2 (7)

- значение равно 0,1 % согласно 10.3.2 (7)

Подставим значения:

;

.

2. Относительную стандартную неопределенность коэффициента расширения рассчитывают по формуле

, где

3. Неопределенность коэффициента расширения рассчитывают

по п.5.1.7.2 ГОСТ 8.586.3-2005, при условии, что неопределенности , , равны нулю.

Неопределенность результата измерения Δр определяется классом точности дифференциального манометра. Поскольку класс точности дифманометра по заданию должен быть не ниже 2,0, то в своей работе я выбираю дифманометр с классом точности 1,0. Отсюда, %.

Значение % при стандартных условиях берется из паспорта плотномера. Значение % по паспорту плотномера при рабочих условиях.

4. Относительную стандартную неопределенность принимают равной ½ значения , которое находим согласно (5) (подпункт 5.3.3.3)

. Т.к. поправочный коэффициент для сопел ИСА 1932 равен 1, то данная неопределенность равна 0%.

5. Относительную стандартную неопределенность принимают равной ½ значения , которое рассчитывают в соответствии с (5) (подпункт 5.3.3.4)

, где

- поправочный коэффициент, равный 1 по табл.6 (4);

- дополнительная составляющая неопределенность, обусловленная заменой текущего значения радиуса входной кромки диафрагмы на его усредненное значение

.

Подставляя получим, что равна 0%.

В результате вычислений неопределенности с использованием программы Mathcad получим:

.

5.2 Определение класса точности расходомера

Согласно [8], предел допускаемой относительной погрешности средства измерения определяется по формуле:

δ = ±q ∙ 10ⁿ,

где q – отвлеченное положительное число, выбираемое из ряда значений:

1 1,5 2 2,5 4 5 6;

где n – любое целое число.

Так как предел допускаемой погрешности сопла ИСА 1932 равен , а класс точности дифманометра – 1,0 , то предел допускаемой погрешности расходомера принимаю равным – 1,5% (класс точности 1,5). Класс точности расходомера будет указан на шкале дифманометра.

Номинальная функция преобразования (зависимость объемного расхода от перепада давления на сужающем устройстве) определяется оп формуле:

Таким образом,