介紹了將具有數(shù)據(jù)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，從而實現(xiàn)液體小流量浮子流量計的檢定，并對測量結(jié)果進行了不確定度評定。

引言

液體浮子流量計的檢定可以分為容積法、稱重法 和標準表法。在生產(chǎn)現(xiàn)場進行液體小流量浮子流量計 檢定時，由于場地等環(huán)境條件的限制，一般采用稱重 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行檢定。這樣做的好處是連接 和拆卸管路、標準設(shè)備的攜帶和安置較為方便，但這 種方法帶來的最大缺點是人為誤差難以消除，重復性 較差。

為了克服這些缺點，我們采用電子秤一具有數(shù) 據(jù)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，從而實現(xiàn)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(gòu)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(tǒng)構(gòu)成及工作原理

1.1稱重法的工作流程及原理

利用稱重法檢定液體浮子流量計的工作流程及原 理是：首先緩慢打開流量調(diào)節(jié)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(nèi)，排除管道內(nèi)和附著浮子周邊的氣泡，然后調(diào)節(jié)流量使浮 子升到被檢的刻度點，待流體狀態(tài)和浮子穩(wěn)定后，流 量標準裝置分別記錄測量時間范圍內(nèi)的累計質(zhì)量，以 及檢定時的環(huán)境大氣密度和容器內(nèi)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為液體的流入時間；ps 為稱量容器內(nèi)液體的密度；c為浮力修正系數(shù)。

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(shù)。

1. 2檢定儀構(gòu)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(zhuǎn)換器，使得計算機能夠控制電子秤，電子秤也能將 測試數(shù)據(jù)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(shè)定需要采 集的液體流入質(zhì)量和流入時間，所以浮子流量計的檢定方式分為定量法和定時法兩種。電子秤將采集到的 質(zhì)量信息傳輸?shù)接嬎銠C，計算機通過軟件控制累計的 質(zhì)量和時間，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(shù)等計算過程）。

式中：M為液體流入的質(zhì)量；t為液體的流入時間。

定時法：通過計算機界面輸入需要測量的時間段， 點擊“開始”按鈕，計算機自動記下開始測量的時間 并從電子秤上采集此時的質(zhì)量（即開始質(zhì)量）。當?shù)竭_ 預(yù)定的時間段時，計算機自動采集電子秤上的質(zhì)量 (即結(jié)束質(zhì)量），按公式4計算出液體流量。

流量=(結(jié)束質(zhì)量-開始質(zhì)量）/測量時間（4) 定量法: 通過計算機界面輸入開始質(zhì)量和結(jié)束質(zhì) 量，點擊“開始”按鈕，計算機連續(xù)采集電子秤的質(zhì) 量，當采集的質(zhì)量達到設(shè)定的開始質(zhì)量時，計算機開 始計時（即開始時間），當計算機采集的質(zhì)量等于設(shè)定 的結(jié)束質(zhì)量時，停止計時（即結(jié)束時間），按公式(4)計算出液體流量。

1.4應(yīng)用軟件

運用基于Windows環(huán)境下運行的delphi語言開發(fā)的應(yīng)用程序，界面友好，程序流程圖如圖2所示，使 用者啟動應(yīng)用程序后，可根據(jù)工作需求選擇定量法或 定時法進行液體浮子流量計的檢定。如果設(shè)置的時間 或質(zhì)量參數(shù)不符合要求，應(yīng)用程序?qū)蠊?，待重新設(shè) 置合理的數(shù)據(jù)后才能繼續(xù)工作，該程序還可根據(jù)檢定 時間來查詢以前的檢定記錄。

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際應(yīng)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(zhuǎn)子流量計進行檢定，介質(zhì)為水，采用 定時法。主要檢定數(shù)據(jù)如表1。

在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，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，只要將采集時間設(shè)置 長一些，就能夠有效地減少由于采樣率不夠帶來的誤 差。

由于對液體采用實時稱重的方式，流入容器內(nèi)液 體下墜的沖擊重量在采集開始和采集停止時可看做一 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(zhuǎn)子流量計為例，在該流量計的上限測量點400 L/h處進行不確定度分析。

在400 L/h測量點，取采樣時間為1 min,此時采 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

由電子秤說明書給出的相對誤差為± 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(jié)束語

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