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電磁流量計誤差的定義、單獨不確定的傳播

10.1概述

10.1.1誤差的定義

一個“量”的測量誤差是該量的被測值與真值之差。

沒有一個物理量的測量是沒有不確定度的,不確定度或來自系統誤差或來自測量結果的隨機分散。系統誤差不能通過重復測量來減小,因為它來自測量器具的特性、安裝和流動特性。而隨機誤差可以通過重復測量得以減小,因為n次單獨測量平均值的隨機誤差比一次單獨測量的隨機誤差小 倍。

10.1.2標準偏差的定義

10.1.2.1如果多次測量一個變量X,每次測量均與其他測量無關,則n次測量Xi分布的標準偏差Sx為

式中  ——變量X的n次測量的算術平均值;

       Xi——變量X的第I次測量所得值;

        n——變量X的總測量次數。

簡言之,SX通常稱為X的標準偏差。

10.1.2.2 如果變量X不能重復測量,或者重復測量次數太少,以至于在統計基礎上直接計算標準偏差可能是不可靠的,而如果可以估算X測量值的最大范圍,則標準偏差可取為這最大范圍的四分之一(即在所采納的X值之上或之下的估計不確定度的二分之一)。按同樣方法,假定誤差的系統分量可用一個標準偏差來描述,它等于該分量正或負的最大期望值范圍之半。

10.1.3不確定度的定義

10.1.3.1就本標準而言,在一種變量的測量中,不確定度可定義為變量的標準偏差的兩倍。凡是要求測量符合本標準時,則不確定度應在這名義下進行計算和引用。

10.1.3.2當組合成不確定度的各部分誤差相互是獨立的,小的而又為數眾多的,并具有高斯分布,則真實誤差小于不確定度的概率為0.95。

10.1.3.3如流量測量qv已估計的標準偏差Sqv,則不確定度eqv由下式給出:

              

相對不確定度E 定義為:

                E

流量測量的結果應用下述形式之一給出:

a)流量=qv±e (置信度水平為95%);

b)流量=qv(1+ E )(置信度水平為95%);

c)流量=qv在±100%E 之內(置信度水平為95%)

10.2流量測量中不確定度的計算

10.2.1誤差源

在用電磁流量計進行流量測量的情況下,誤差可能的來源基本上是:

a)輸出信號測量中由所用設備引起的系統誤差;

b)輸出信號測量中由所用設備引起的系統誤差;

c)由于流動條件通常與流量計校準時通行的條件不同而引起的誤差,包含系統誤差和隨機誤差兩種分量;

d)由于流量qv與輸出信號X之間的管系qv (X)的不確定度產生的誤差。這誤差包含系統的和隨機的分量,它取決于流量計校準的條件,且能在校準曲線的每一個試驗點上變化。

10.2.2單獨不確定度的傳播

流量測量中的不確定度是由10.2.1所列的各種來源造成的單獨不確定都的合成來估計的。雖然系統誤差已經從隨機誤差中區分出來,每一個系統誤差分量的可能值的概率分布基本上是高斯分布。因此,隨機和系統誤差的合成可以全部按真實隨機誤差處理,并且按照ISO5168,流量測量的相對標準偏差可取為由各種來源產生的相對標準偏差之平方和的平方根。

因此流量測量的結果是:

其置信度水平為95%。

式中S ——輸出信號測量中與系統誤差有關的標準偏差;

     S ——輸出信號測量中的隨機誤差的標準偏差;

     Sf——由流動條件所產生的標準偏差;

     Sc——校準關系中的標準偏差。

在校準關系提出qv=KiX的簡單形式的情況下,上述公式寫作:

qv=1±2

附錄A(提示的附錄)一次裝置的材料(略)

附錄B(提示的附錄)參考文獻(略)

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