《农业灌溉阀的压力损失测量不确定度、评定流量系数Kv和压力损失系数ζ的不确定度》由会员分享，可在线阅读，更多相关《农业灌溉阀的压力损失测量不确定度、评定流量系数Kv和压力损失系数ζ的不确定度（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、GB/T 1868820/ISO 9644：2018 9 附录 A（资料性）测量不确定度 A.1 概述 即使测量程序和仪器以及分析方法严格符合现行法规尤其是本文件中的程序，测量也不可避免地会受到不确定度的影响。测量不确定度部分取决于仪器或测量方法中的残留不确定度。一旦通过校准消除了所有已知的误差，并且严格记录了尺寸测量值并采用了适当的仪器设备，则如果采用相同的仪器和相同的测量方法，将仍然存在不确定度，该不确定度将永远不会消除，且无法通过重复测量来减小。基于所使用的仪器和对测量方法的认知，对该不确定度分量的评定称为系统不确定度。由于测量系统特性或被测样数量改变，或由于这两者而导致的另一个误差源直
2、接以测量分布的形式出现。该测量不确定度分量的评定称为随机不确定度。随机不确定度评定需要对所测物理量的波动情况和稳定性进行测量和分析（采用统计方法）。为减少系统不确定度，操作员应采用更精密的仪器或使用多种测量方法。使用相同的仪器和测量方法，可以通过增加在相同条件下对相同物理量的测量次数来减少由随机不确定度引起的不确定度。确定系统不确定度和随机不确定度后，总测量不确定度通过系统不确定度和随机不确定度采用方和根法计算。在本文件中，如果系统不确定度的有关要求（4.1）和对试验程序的所有要求（如本文件所示）都适用，则可以假定总测量不确定度不超过5.2.1的规定值。A.2 允许的测量波动 A.2.1 概述
3、 以下示例基于此假设：被测量在被测量系统获取前没有衰减。A.2.2 目测系统传输信号 如果测量装置不包括电子阻尼器系统，则来自测量装置的信号值会在采集所需的时间内波动。测试者将信号最大值和最小值可视化。一般情况下，读数为：(A.1)标引说明：X时间 GB/T 1868820/ISO 9644：2018 10 Y信号 1波动幅度 2仪器传输信号 3单次目测所需时间 图A.1 波动幅度 A.2.3测量系统传输信号自动记录 当使用自动采集系统时，在给定的时间段内进行了n次测量。则测量次数、相邻两次测量的时间间隔和时间取决于采集系统的属性和配置。标引说明：X时间 Y信号 1波动幅度 2一组测量的时间
4、+数据记录系统传输值 图A.2 波动幅度 在这种情况下，测量值为n次测量的算术平均值。(A.2)最大值（）和最小值（）的测量值取自n次测量。(A.3)(A.4)百分比和应与表 1、2 和 3 中的值进行比较。A.2.4 测量系统传输信号的自动积分 如果所使用的测量系统包括一个积分模块，该模块自动以要求的准确度确保在比相应的系统响应时间更长的积分周期内进行平均值计算所需的积分，则读取值的波动通常会大大低于 5.2.2 和 5.2.3 的规定值。GB/T 1868820/ISO 9644：2018 11 A.3 物理量测量值的稳定性物理量测量值的稳定性 标引说明：X时间 Y 信号 1仪器传输信号
5、图A.3 读取仪器传输信号 上图显示了信号的三个系列的读数。值，是按照 A.2.2 或 A.2.3 的规定确定的平均值。要验证信号是否稳定，请执行以下操作：a)计算三个值的平均值：(A.5)b）确定读数的最大值和最小值(在此例中=、=)如果和均低于 1.8，则该信号相对于本文件被认为是稳定的。如果或者略高于 1.8，则进行两次额外的采集。c）计算五个值的平均值(A.6)d)确定读数的最大值和最小值 如果和低于 3.5，该信号相对于本文件被认为是稳定的。如果和略高于 3.5，则进行两次额外的采集。e）重复此过程，直到非常接近 5.2.3 的规定值。然而，如果达到 20 个测量系列并且最高值和最低
6、值之间的允许偏差读数相对于平均值高于 6，则该过程应停止：信号不是永久的。A.4 测定湍流额定条件下的流量和压力损失系数 对于 DN50 阀的测试，表 A.1 列出了三个不同点的测量值平均值。GB/T 1868820/ISO 9644：2018 12 表A.1 测量值平均值 测量点 流量 m3/h 上游压力 bar 阀和管的压差 bar 管压差 bar 阀压差bar 流速 m/s Re KV 1 41.44 5.150 0.254 0.042 0.212 5.86 2,93E+05 90.0 1.235 2 36.36 5.556 0.194 0.032 0.162 5.15 2,58E+05
7、 90.3 1.222 3 28.99 5.679 0.122 0.021 0.101 4.10 2,05E+05 91.2 1.202 在本例中，雷诺数的最小值是本文件要求的授权值（4E+04）的 5 倍。事实证明，在足够高的压差下操作可以获得要求的准确度的测量值。Kv的算术平均值：(90,0+90,3+91,2)/3=90,5 Kv的最大值和最小值之间的差值除以算术平均值，并以百分比形式表示：(91,2 90,0)100/90,5=1,32%当两者之差小于 4%时，无汽蚀情况下的湍流系数Kv为 90.5。GB/T 1868820/ISO 9644：2018 13 附录 B（资料性）评定流量
8、系数Kv和压力损失系数的不确定度 B1概述 ISO/IEC指南98-3（称为GUM）提供了估算不确定度的国际方法。估算不确定度的方法有很多，严格的数学方法在GUM中得到了最广泛的描述，但也可以使用其他与之相符的方法。GUM组的不确定度类型根据数据获得方式可分为A类和B类。A类由重复测量的统计方法计算得到，而B类则从其他来源得到，例如参考材料、校准证书、常数的接受值、分辨率、不稳定性、环境条件。复合方法通常是最合适的，且经常被应用，是因为它不可能单独估计各个不确定度。在此，B类与参考传感器和质量控制传感器一起使用，以避免一些系统不确定度。A类不确定度是对试验数据进行统计分析得出的一种估计值。当被
9、测对象的值是几个测试结果的平均值或与非独立变量有关时，优选使用A类不确定度评估。B.2 Kv测量不确定度的评定(Cv)B.2.1 流量系数的确定 阀的流量特性参数是流量系数Kv，如下公式给出了被测量和输入量。(B.1)式中：体积流量，单位为立方米每小时(m3/h)试验流体（水）的密度，单位为千克每立方米(kg/m3)15时试验流体（水）的密度，单位为千克每立方米(kg/m3)阀门压力损失，单位为巴(bar）B.2.2 输入量的不确定度识别 根据公式（B.1）,需要的被测量如下：体积流量。根据表 2 给出的测量仪器准确度确定的最大不确定度。对于流量测量设备中的某些技术，可能会出现额外的不确定度；
10、有时流量测量值取决于上游压力。应当评估这种偏差，并将其添加到之前的中。因此，流量计最好位于上游测量管的前面，因为该部分不会受到明显的压力变化。上游停滞压力。根据表 1 中给出测量仪器的准确度确定的最大不确定度。这些输入量是独立变量，且可以计算灵敏度。GB/T 1868820/ISO 9644：2018 14 B.2.3 灵敏度系数 根据输入参数，从公式（B.1）的偏导数获得灵敏度系数(B.2)灵敏度系数由下式给出：(B.3)灵敏度系数由下式给出：(B.4)灵敏度系数由下式给出：(B.5)灵敏度系数由下式给出：(B.6)B.2.4 A 类评估不确定度 系数 Kv 平均值的估计是通过几个测量点的平
11、均值获得的，例如：(B.7)式中：测量点数量；i处数据的测量结果。试验标准偏差表征了测量期间观测值 Kvi 的变化性：(n1)(B.8)B.2.5 相关不确定度的表达 表 B.1 总结了不确定度计算中要使用的系数。表 B.1 不确定度计算系数 不确定度来源不确定度来源 相对不确定度相对不确定度 概率分布概率分布类型 标准不确定度标准不确定度除数 灵敏度系数灵敏度系数S 对全体不确定度的贡献对全体不确定度的贡献 相对不确定度相对不确定度GB/T 1868820/ISO 9644：2018 15 测量重复性 1 压力测试 正常 2 0.5 流量测试 正常 2 1 密度测试 矩形 1.73 0.5
12、15时密度 矩形 1.73 0.5 系数Kv的扩展不确定度由公式（B.9）确定:(B.9)流量系数的相对扩展不确定度由下式给出：(B.10)B.3 测量不确定度的评定 定 B.3.1 流动阻力系数的确定 阀门系数，由式（B.11）确定。需要的被测输入量如下：(B.11)式中：平均流速，单位为米每秒（m/s）；测试流体（水）的密度，单位为千克每立方米(kg/m3)；阀门压力损失，单位为帕（Pa）。B.3.2 输入量不确定度的识别 根据公式（B.11），被测输入量是 这些输入量是自变量，灵敏度可以计算。GB/T 1868820/ISO 9644：2018 16 B.3.3 灵敏度系数 灵敏度系数由
13、公式（B.11）根据输入参数的偏导数得到。(B.12)灵敏度系数由以下公式给出:(B.13)灵敏度系数由以下公式给出:(B.14)灵敏度系数由以下公式给出:(B.15)对于速度的不确定度，可根据下列公式计算。平均速度由下列关系式给出：(B.16)式中：体积流量，单位为立方米每秒（m3/s）；测试管内径，单位为毫米（mm）。此时，灵敏度系数由下列公式计算(B.17)和(B.18)因此，速度测量的不确定度可以计算如下(B.19)其中，如果直径已被测量，则 m=2；如果制造商给出直径，则 m=1.73。GB/T 1868820/ISO 9644：2018 17 B.3.4 A 类不确定度评定 通过几个测量点的平均值得到系数的均值估计，例如：(B.20)式中：n为测量点数量；为测量点i处测量数据的结果。实验标准偏差表征了测量期间观测值 的变化。(B.21)B.4 相对不确定度的表达 由公式（B.22）给出了流动阻力系数的相对扩展不确定度。(B.22)
