球形金属罐容量测量值的不确定度评定-论文.pdf

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1、《耐t与阚试技~~)2o14年第41卷第7期。球形金属罐容量测量值的不确定度评定伍健辉(广东省计量科学研究院，广东广州510405)摘要：球形金属罐是一种密闭压力容器，是贮存和计量液化石油气及轻质液化化工产品的重要计量器具，本文结合球罐测量实例对其容量测量结果进行不确定度评定。关键词：标准不确定度；灵敏系数；区间半宽；包含因子；扩展不确定度中图分类号：TM930．115文献标识码：A国家标准学科分类代码：470．4011TheResultsofMeasuringSphericalMetalTankCapactit

2、yEvaluationofUncertaintyWuJianhui1测量方法=339．170m2球形金属罐的构造一般是按正球体形状制造，按Cz-OV=詈××[1+d×(20一)】。JJG642—2oo7《球形金属罐容量》国家计量检定规程的要求，球罐的准确容量，要通过测量其赤道直径和竖向直径=169．585；m2计算得出。现在以某一球罐罐内测量为例，对球形金属c==号××a×(20】2×罐容量测量结果进行不确定度评定。(20一)=一91586．855m3℃2测量模型c==××dy×【1+a×(20_￡)】2×=妥x

3、×d×【l+a×(20一)】+△+△(1)(一a)=一0．11m3℃一1式中：一20cc时承压状态下的球罐总容积，m3；C5-OVd一空罐赤道内直径，m；=1d一空罐竖向内直径，m；C6-OV=1a一罐壁材质线胀系数，低碳钢口=1．2×10～，。。；一罐壁平均温度，℃；4标准不确定度一览表，见表1△一承压球罐增大值，m3；△一罐体椭圆度容积修正值，m3。謦灵敏Q系数度分量合成lC标l×准u不(确X定i)l3方差和灵敏系数u(妇)赤道内直径测量1．73×10—3m339．171)0．587由式(1)得合成方差为：(

4、dv)竖向内直径测量1．44×10—3m169．5850．245H(口)罐壁材质线胀系数1．15x10。‘℃一1—91586．855℃0．106【“()]=c{【!￡(d)]。+c；【M(d)]。+u(r)罐壁温度测量1．15℃0．11℃一10．127【(8)】0十cj【u(￡)】0十c；【u(AV)】十c；Ⅱ(△)承压容积增大值O．15110．151“(A)罐体椭圆度4．41x10—21O．044【Ⅱ(△)]()=O．676d；U：1．352d(=2)；=4．5x10(=2)被测球形金属罐总容积约为3000m3

5、，内径d18m，5计算分量标准不确定度壁厚e48ram，罐壁平均温度30~C，由(1)式求偏导5．1赤道内直径测量引起的标准不确定度()数后得灵敏系数：赤道内直径的测量不确定度包括两方面：(1)所用全站仪在无棱镜测距模式下的最大允许误c1==号××[1×(20)】3差：±2ram；收稿日期：2014—03—1l伍健辉：球影金属罐容量测量值的不确定度评定(2)规程中规定每条直径测量两次，两次之差不得超R一空罐竖向内半径，m；过2mm。当球罐赤道面不是正圆面，其两方向的半径为口，6所以赤道内直径测量值的区间半宽为(2

6、+1)=3时，按椭圆面计算容积的公式为：mm，假设在区间内为均匀分布，故标准不确定度为：=—}×口×bXRv(d日)=3／looo／~=1．73X10—3m如果取。，6的平均值作为计算球罐容积，将带来5．2竖向内直径测量引起的标准不确定度(d)差异：竖向内直径的测量不确定度包括两方面：E：4(1)手持激光测距仪的最大允许误差：±1．5mm；×备×R一号×口×b×R(2)规程中规定每条直径测量两次，两次之差不得超=导7f×R×(备一口×b)过2rflnl。所以竖向内直径测量值的区间半宽为(1．5+1)=令：0=+A

7、，b=RFt—A2．5inin，假设在区间内为均匀分布，故标准不确定度为：则：Cl,Xbram．赡一Au(d)=2．5／lOOO／~=1．44X10一mE=号×RvxA25．3罐壁材质线胀系数引起的标准不确定度(a)规程中规定：口一b≤O．O1RH罐壁材质为低碳钢时，线胀系数a=1．2×10-5-oc一1，假则：2A=0一b=0．O1R日设具有一个均匀分布的不确定度，其界限为±2×A=5X10一R1O℃。。，则标准不确定度为：所以，考虑该差异服从均匀分布，罐体椭圆度引起的／／,(a)：2×10=1。15X10oC

8、标准不确定度为：5．4罐壁温度测量误差引起的标准不确定度()由手受阳光照射影响，罐壁温度分布不均匀，测量存(△)=号丌×R×A=鲁×R×备×在误差，假设具有一个均匀分布的不确定度，其界限为±(5×10一)=4．41×10m32℃，则标准不确定度为：6合成标准不确定度／,(t)=2=1．15~Cu()={c{【()】+c；【(d)]+c；5．5承压容积增大值计算引起的标准不