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流量计的测量静态特性

流量计的测量静态特性

作者:master    来源:未知    发布时间:2018-05-25 17:50    浏览量:
流量计的测量特性
    流量计的测量特性可分为静态特性和动态特性两大类。流量计的静态特性
    流量计的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输入与输出的关系。对静态特性的基本要求是:输人为零时输出亦为零,输出与输入成惟一的对应关系。
    表征静态特性的参数有:静态变换函数、静态特性曲线、仪表系数、流出系数、流量范围(量程)、线性度、灵敏度、迟滞、稳定性、零漂、重复性、**度和压力损失等。
    (1)静态变换函数
    流量计的变换函数是流量与流量计输出信号之间关系的数学表示式qm=“卫),一般有以
下几种形式
    qm=b0:;叮。=.+h;qm=a+bx+er2    (3-5)
式中口。——_质量流量;
    x——流量计输出信号;
  a,6,c-常数。
    (2)静态特性咕线
26
  K
  K
Kmin
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图3.3流量计特性曲线
    图3.3所示为流量计静态特性曲线。曲线的纵坐标为流量计仪表系数置或流出系数C,横坐标为qm或管道雷诺数lkD。
    在参考条件下工作原理和结构相似的流量计的特性曲线的形状是相似的,只不过在系统误差的水平上有所不同,这是因为每台流量计时制造上的测量要素差别造成的。流量计的特性曲线是在流量校验装置上用实验方法求得的。应该指出,实验室的流量计特性曲线通常是在下述流体条件下求得的:
    1)具有充分发展的速度分布,无旋涡,轴对称分布;
    2)牛顿流体;
    3)充满圆管的单相流体;
    4)定常流。
    但是,在现场府用时,往往难以完全满足上述流体条件,因此其特性曲线亦会发生相应的变化,这是应该特别注意的。
    (3)仪表系数K
    仪表系数置定义为单位体积流体流经流量计时,流量计发出的脉冲数,其计算式为
    K=譬    (3.6)
式中  K-仪表系数,P/d;
    N-脉冲数,P(PUlse);
    卜一流体体积,.m3。
    有时,使用仪表系数的倒数,称为流量计系数。仪表系数是频率脉冲型流量计流量特性的主要参数,它由流量标准装置校准而得。
    (4)流出系数C
    流出系数C定义为实际流量与理论流量昀比值,其计算式为
    C:qneiC    (3.7)
    qm珲
式中  c-流出系数;
    g,宣-实际质量流量,kg/s;
    q趟——理论质量拼C量,kg/s。
    在~些流量公式中,把流出系数与渐近速度系数结合起来,称为流量系数d。
    吐= CE    (3.8)
式中  a-流量系数。
    E-渐近速度系数,E=(t一∥)-1/2
    p-直径比,p= d/D;
    d-节流件孔径,m;
    D——管道内径,m。
    (5)流量范围,范围度,量程
    流量范围是由撮大流量和**小流量所限定的范围,在该范围内仪表在正常使用条件下其示值误差不超过**允许误差,图3.3中quu。和叮一是**小流量和**流量。
    范围度是**流量与**小流量的比值,一般表达成某个数与1之比,例如3:1,10:1。
    量程是测量范围上限值和下限值的代数差。
    (6)线性度
    流量计的线性度是在整个流量范围内的流量特性曲线与规定直线之间的一致性。一致性分为独立一致性、端基一致性和零基一致性。当仅称一致性时,是指独立一致性。独立一致性是指通过调整将校准曲线接近规定特性曲线,使**偏差为**小时的一致程度。对于仪表系数K表示的特性曲线,可用仪表系数K在整个流量范围内的偏差表示。如图3.3所示。
其计算式为
    占=±簧盖÷簧竺×.∞%    c3.鲫
式中  a-流量计的线性度;
  K。-各测量点中仪表系数的**值;
  Ⅳ。i.广—备测量点中仪表系数的**小值。
  (7)灵敏度
  仪表的输出变化值除以相应的输入变化值,即
    s=嫠    (3.10)
式中s-流量计灵敏度;
    △y——输出变化值;
    △崔——输入变化值。
    由式可见,流量计校准曲线的斜率就是灵敏度,对于线性仪表,其灵敏度为常数,而非线性仪表,灵敏度是一个变量。
    (8)迟滞
    流量计在输入量不断增加(正行程)和不断减小(反行程)的过程中,其输出与输入曲线的不重合觋象称为迟滞,一般迟滞是由敏感元件材料的物理性质或机械零件存在缺陷所造成的。
    (g)稳定性和零漂,
    稳定性是流量计在较长时间工作下保持其测量特性的能力,通常稳定性是对时间而言的。如果考虑其他参数的稳定性时应予明确说明。流量计在零输入时,输出的变化称为零漂。
    (10)重复性
    流量计的重复性是指下述条件对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的一致程度。这些条件是:相同测量方法,相同观测者,相同测量仪器,相同使用条件及在短期内的重复。应该指出,**度和重复性是两个不同的概念。**度是指测量值与真值的偏差,而重复性只表明测量值的分散程度。
 
    **度和误差都是表征测量仪表接近测量真值的能力。仪表的**度愈高其示值愈接近真值。**度愈高则其误差愈小。在工程测量中一台流量计的**度总是用误差来表示的。误差按计算方法可分为**误差和相对误差。**误差是测量值与真值的差值,相对误差是**误差与被测量真值的比值。在流量测量中常用两种方法表示相对误差,一为测量上限值的百分数(以% FS表示),另一为被测量的百分数(咀%R表示)。
  误差接其来源可分为设备误差、环境误差、人员误差和方法误差。设备误差指测量仪表示值不准;环境误差为环境因素与要求的标准状态不一致而产生的误差;人员误差指测量者生理差异和技术不熟练引起的误差;方法误差指测量方法不完善引起的误差。
    误差按其性质可分为随机误差、系统误差和粗大误差。随机误差是在相同测量条件下多次重复测量同一个量时,以不可预定的方式变化的测量误差的分量。系统误差是在相同测量条件下多次萤复测量同一个量时,保持固定不变的误差的分量,或在测量条件改变时,按某一确定规律变化的测量误差的分量。粗大误差是超出规定条件下预期的误差,即明显歪曲测量结果的误差。
    在流量仪表的使用中我们需要特别分清两种误差的性质,它就是仪表的基本误差和附加误差(关于基本误差与附加误差的解释请见第18章)。
    (1 2)压力损失
    流体流过一次装置而产生的不可恢复的压力值称为压力损失。流量计的压力损失愈来愈受到人们的重视,甚至是仪表选型的一项重要指标。流量计测量过程本身的能耗(不是仪表外加的电力消耗)正比于压力损失,有些大口径流量计其年能耗费远超出仪表本身的价格。压力损失的表示方式有:a)压力单位;b)输出差压的百分数;c)动压头的百分数。
 

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