介紹了將具有數據通訊功能的電子秤改造為計算機控制的液體小流量檢定儀的原理和方法，從而實(shí)現液體小流量浮子流量計的檢定，并對測量結果進(jìn)行了不確定度評定。

引言

液體浮子流量計的檢定可以分為容積法、稱(chēng)重法 和標準表法。在生產(chǎn)現場(chǎng)進(jìn)行液體小流量浮子流量計 檢定時(shí)，由于場(chǎng)地等環(huán)境條件的限制，一般采用稱(chēng)重 法，即用電子秤、電子秒表等作為標準，靠人工卡秒 表和讀電子秤的方式進(jìn)行檢定。這樣做的好處是連接 和拆卸管路、標準設備的攜帶和安置較為方便，但這 種方法帶來(lái)的最大缺點(diǎn)是人為誤差難以消除，重復性 較差。

為了克服這些缺點(diǎn)，我們采用電子秤一具有數 據通訊功能的ACS -40D -XB多功能信函包裏秤作為 衡器標準，利用計算機作為控制器，將其改造為計算 機控制的液體小流量檢定儀，從而實(shí)現液體浮子流量 計的檢定。本文主要介紹液體小流量檢定儀的構成、工作原理及其測量不確定度分析。

1.液體小流量檢定儀的系統構成及工作原理

1.1稱(chēng)重法的工作流程及原理

利用稱(chēng)重法檢定液體浮子流量計的工作流程及原 理是：首先緩慢打開(kāi)流量調節閥，使流經(jīng)被檢浮子流 量計管路出口的液體流入放置在衡器上的容器內，排除管道內和附著(zhù)浮子周邊的氣泡，然后調節流量使浮 子升到被檢的刻度點(diǎn)，待流體狀態(tài)和浮子穩定后，流 量標準裝置分別記錄測量時(shí)間范圍內的累計質(zhì)量，以 及檢定時(shí)的環(huán)境大氣密度和容器內的液體密度，可按 下式計算流量：

式中：M為液體流入的質(zhì)量；t為液體的流入時(shí)間；ps 為稱(chēng)量容器內液體的密度；c為浮力修正系數。

由于檢定流量計的標準流量裝置不是采用砝碼， 則c = pjps - Pa ),式中：P這為檢定時(shí)環(huán)境大氣密度。 然后再換算到標準狀態(tài)（即刻度狀態(tài)）下的流量qN ：

式中：k為修正系數。

1. 2檢定儀構成

液體小流量檢定儀由測量范圍0 ~ 40 kg的電子 秤、計算機、閥門(mén)和容器等組成，如圖1所示。由于 該電子秤采用RS232接口，與目前的計算機均配置 USB接口不匹配，因此，特增加了 RS232 -USB接口 轉換器，使得計算機能夠控制電子秤，電子秤也能將 測試數據傳輸給計算機。

1. 3檢定儀工作原理

由于采用計算機控制，使用者可自行設定需要采 集的液體流入質(zhì)量和流入時(shí)間，所以浮子流量計的檢定方式分為定量法和定時(shí)法兩種。電子秤將采集到的 質(zhì)量信息傳輸到計算機，計算機通過(guò)軟件控制累計的 質(zhì)量和時(shí)間，按公式（3)計算液體流量（為了描述方 便，以下均省去了浮力修正系數等計算過(guò)程）。

式中：M為液體流入的質(zhì)量；t為液體的流入時(shí)間。

定時(shí)法：通過(guò)計算機界面輸入需要測量的時(shí)間段， 點(diǎn)擊“開(kāi)始”按鈕，計算機自動(dòng)記下開(kāi)始測量的時(shí)間 并從電子秤上采集此時(shí)的質(zhì)量（即開(kāi)始質(zhì)量）。當到達 預定的時(shí)間段時(shí)，計算機自動(dòng)采集電子秤上的質(zhì)量 (即結束質(zhì)量），按公式4計算出液體流量。

流量=(結束質(zhì)量-開(kāi)始質(zhì)量）/測量時(shí)間（4) 定量法: 通過(guò)計算機界面輸入開(kāi)始質(zhì)量和結束質(zhì) 量，點(diǎn)擊“開(kāi)始”按鈕，計算機連續采集電子秤的質(zhì) 量，當采集的質(zhì)量達到設定的開(kāi)始質(zhì)量時(shí)，計算機開(kāi) 始計時(shí)（即開(kāi)始時(shí)間），當計算機采集的質(zhì)量等于設定 的結束質(zhì)量時(shí)，停止計時(shí)（即結束時(shí)間），按公式(4)計算出液體流量。

1.4應用軟件

運用基于Windows環(huán)境下運行的delphi語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的應用程序，界面友好，程序流程圖如圖2所示，使 用者啟動(dòng)應用程序后，可根據工作需求選擇定量法或 定時(shí)法進(jìn)行液體浮子流量計的檢定。如果設置的時(shí)間 或質(zhì)量參數不符合要求，應用程序將報故，待重新設 置合理的數據后才能繼續工作，該程序還可根據檢定 時(shí)間來(lái)查詢(xún)以前的檢定記錄。

液體小流量檢定儀的軟件主界面如圖3所示。

2.液體小流量檢定儀的實(shí)際應用

用液體小流量檢定儀對一臺1.0級、測量范圍為 40 ~400 L/h的轉子流量計進(jìn)行檢定，介質(zhì)為水，采用 定時(shí)法。主要檢定數據如表1。

在試驗過(guò)程中發(fā)現，液體小流量檢定儀采樣率也 是影響測量準確性的主要因素，只要將采集時(shí)間設置 長(cháng)一些，就能夠有效地減少由于采樣率不夠帶來(lái)的誤 差。

由于對液體采用實(shí)時(shí)稱(chēng)重的方式，流入容器內液 體下墜的沖擊重量在采集開(kāi)始和采集停止時(shí)可看做一 致，特別是在流量小于10 L/min的條件下，其差值忽 略不計，所以該液體小流量檢定儀檢定浮子流量計的 重復性較好。

3.測量不確定度評定

以液體小流量檢定儀檢定一臺測量范圍40 ~ 400 L/h轉子流量計為例，在該流量計的上限測量點(diǎn)400 L/h處進(jìn)行不確定度分析。

在400 L/h測量點(diǎn)，取采樣時(shí)間為1 min,此時(shí)采 集的體積為400/60 =6. 66667 (L),介質(zhì)為水，質(zhì)量名 義值 6.65533 kg。

3.1電子秤引入的標準不確定度A

由電子秤說(shuō)明書(shū)給出的相對誤差為± 1/3000,為

3. 3測量重復性引入的標準不確定度u3

在400 L/h點(diǎn)測量6次，電子秤得到測量列為

6.593, 6.590, 6.591, 6.592, 6.590, 6.593 kg。重

4.結束語(yǔ)

通過(guò)對電子秤改造為液體小流量檢定儀的試驗進(jìn) 行分析可以看出：使用該液體小流量檢定儀可以開(kāi)展 液體流量小于10 L/min的浮子流量計的檢定工作，且 具有操作簡(jiǎn)單、工作性能穩定，攜帶方便的特點(diǎn)，適 合現場(chǎng)計量檢定工作。