流量計(jì)的測(cè)量特性可分為靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性兩大類。流量計(jì)的靜態(tài)特性

    流量計(jì)的靜態(tài)特性是指被測(cè)量的值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的輸入與輸出的關(guān)系。對(duì)靜態(tài)特性的基本要求是：輸人為零時(shí)輸出亦為零，輸出與輸入成惟一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

    表征靜態(tài)特性的參數(shù)有：靜態(tài)變換函數(shù)、靜態(tài)特性曲線、儀表系數(shù)、流出系數(shù)、流量范圍（量程）、線性度、靈敏度、遲滯、穩(wěn)定性、零漂、重復(fù)性、**度和壓力損失等。

    (1)靜態(tài)變換函數(shù)

    流量計(jì)的變換函數(shù)是流量與流量計(jì)輸出信號(hào)之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表示式qm=“衛(wèi)），一般有以

下幾種形式

    qm=b0:;叮。=.+h;qm=a+bx+er2    (3-5)

式中口。——_質(zhì)量流量；

    x——流量計(jì)輸出信號(hào)；

  a，6，c-常數(shù)。

    (2)靜態(tài)特性咕線

26

  K

  K

Kmin

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圖3.3流量計(jì)特性曲線

    圖3.3所示為流量計(jì)靜態(tài)特性曲線。曲線的縱坐標(biāo)為流量計(jì)儀表系數(shù)置或流出系數(shù)C，橫坐標(biāo)為qm或管道雷諾數(shù)lkD。

    在參考條件下工作原理和結(jié)構(gòu)相似的流量計(jì)的特性曲線的形狀是相似的，只不過在系統(tǒng)誤差的水平上有所不同，這是因?yàn)槊颗_(tái)流量計(jì)時(shí)制造上的測(cè)量要素差別造成的。流量計(jì)的特性曲線是在流量校驗(yàn)裝置上用實(shí)驗(yàn)方法求得的。應(yīng)該指出，實(shí)驗(yàn)室的流量計(jì)特性曲線通常是在下述流體條件下求得的：

    1)具有充分發(fā)展的速度分布，無旋渦，軸對(duì)稱分布；

    2)牛頓流體；

    3)充滿圓管的單相流體；

    4)定常流。

    但是，在現(xiàn)場(chǎng)府用時(shí)，往往難以完全滿足上述流體條件，因此其特性曲線亦會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，這是應(yīng)該特別注意的。

    (3)儀表系數(shù)K

    儀表系數(shù)置定義為單位體積流體流經(jīng)流量計(jì)時(shí)，流量計(jì)發(fā)出的脈沖數(shù)，其計(jì)算式為

    K=譬    (3.6)

式中  K-儀表系數(shù)，P/d；

    N-脈沖數(shù)，P(PUlse)；

    卜一流體體積，．m3。

    有時(shí)，使用儀表系數(shù)的倒數(shù)，稱為流量計(jì)系數(shù)。儀表系數(shù)是頻率脈沖型流量計(jì)流量特性的主要參數(shù)，它由流量標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)而得。

    (4)流出系數(shù)C

    流出系數(shù)C定義為實(shí)際流量與理論流量昀比值，其計(jì)算式為

    C：qneiC    (3.7)

    qm琿

式中  c-流出系數(shù)；

    g，宣-實(shí)際質(zhì)量流量，kg/s;

    q趟——理論質(zhì)量拼C量，kg/s。

    在～些流量公式中，把流出系數(shù)與漸近速度系數(shù)結(jié)合起來，稱為流量系數(shù)d。

    吐= CE    (3.8)

式中  a-流量系數(shù)。

    E-漸近速度系數(shù)，E=（t一∥）-1／2

    p-直徑比，p= d/D;

    d-節(jié)流件孔徑，m；

    D——管道內(nèi)徑，m。

    (5)流量范圍，范圍度，量程

    流量范圍是由撮大流量和**小流量所限定的范圍，在該范圍內(nèi)儀表在正常使用條件下其示值誤差不超過**允許誤差，圖3.3中quu。和叮一是**小流量和**流量。

    范圍度是**流量與**小流量的比值，一般表達(dá)成某個(gè)數(shù)與1之比，例如3:1，10:1。

    量程是測(cè)量范圍上限值和下限值的代數(shù)差。

    (6)線性度

    流量計(jì)的線性度是在整個(gè)流量范圍內(nèi)的流量特性曲線與規(guī)定直線之間的一致性。一致性分為獨(dú)立一致性、端基一致性和零基一致性。當(dāng)僅稱一致性時(shí)，是指獨(dú)立一致性。獨(dú)立一致性是指通過調(diào)整將校準(zhǔn)曲線接近規(guī)定特性曲線，使**偏差為**小時(shí)的一致程度。對(duì)于儀表系數(shù)K表示的特性曲線，可用儀表系數(shù)K在整個(gè)流量范圍內(nèi)的偏差表示。如圖3.3所示。

其計(jì)算式為

    占=±簧蓋÷簧竺×．∞%    c3．鯽

式中  a-流量計(jì)的線性度；

  K。-各測(cè)量點(diǎn)中儀表系數(shù)的**值；

  Ⅳ。i．廣—備測(cè)量點(diǎn)中儀表系數(shù)的**小值。

  (7)靈敏度

  儀表的輸出變化值除以相應(yīng)的輸入變化值，即

    s=嫠    (3.10)

式中s-流量計(jì)靈敏度；

    △y——輸出變化值；

    △崔——輸入變化值。

    由式可見，流量計(jì)校準(zhǔn)曲線的斜率就是靈敏度，對(duì)于線性儀表，其靈敏度為常數(shù)，而非線性儀表，靈敏度是一個(gè)變量。

    (8)遲滯

    流量計(jì)在輸入量不斷增加（正行程）和不斷減小（反行程）的過程中，其輸出與輸入曲線的不重合覡象稱為遲滯，一般遲滯是由敏感元件材料的物理性質(zhì)或機(jī)械零件存在缺陷所造成的。

    (g)穩(wěn)定性和零漂，

    穩(wěn)定性是流量計(jì)在較長(zhǎng)時(shí)間工作下保持其測(cè)量特性的能力，通常穩(wěn)定性是對(duì)時(shí)間而言的。如果考慮其他參數(shù)的穩(wěn)定性時(shí)應(yīng)予明確說明。流量計(jì)在零輸入時(shí)，輸出的變化稱為零漂。

    (10)重復(fù)性

    流量計(jì)的重復(fù)性是指下述條件對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次連續(xù)測(cè)量所得結(jié)果之間的一致程度。這些條件是：相同測(cè)量方法，相同觀測(cè)者，相同測(cè)量?jī)x器，相同使用條件及在短期內(nèi)的重復(fù)。應(yīng)該指出，**度和重復(fù)性是兩個(gè)不同的概念。**度是指測(cè)量值與真值的偏差，而重復(fù)性只表明測(cè)量值的分散程度。

 

    **度和誤差都是表征測(cè)量?jī)x表接近測(cè)量真值的能力。儀表的**度愈高其示值愈接近真值。**度愈高則其誤差愈小。在工程測(cè)量中一臺(tái)流量計(jì)的**度總是用誤差來表示的。誤差按計(jì)算方法可分為**誤差和相對(duì)誤差。**誤差是測(cè)量值與真值的差值，相對(duì)誤差是**誤差與被測(cè)量真值的比值。在流量測(cè)量中常用兩種方法表示相對(duì)誤差，一為測(cè)量上限值的百分?jǐn)?shù)（以% FS表示），另一為被測(cè)量的百分?jǐn)?shù)（咀%R表示）。

  誤差接其來源可分為設(shè)備誤差、環(huán)境誤差、人員誤差和方法誤差。設(shè)備誤差指測(cè)量?jī)x表示值不準(zhǔn)；環(huán)境誤差為環(huán)境因素與要求的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)不一致而產(chǎn)生的誤差；人員誤差指測(cè)量者生理差異和技術(shù)不熟練引起的誤差；方法誤差指測(cè)量方法不完善引起的誤差。

    誤差按其性質(zhì)可分為隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差和粗大誤差。隨機(jī)誤差是在相同測(cè)量條件下多次重復(fù)測(cè)量同一個(gè)量時(shí)，以不可預(yù)定的方式變化的測(cè)量誤差的分量。系統(tǒng)誤差是在相同測(cè)量條件下多次螢復(fù)測(cè)量同一個(gè)量時(shí)，保持固定不變的誤差的分量，或在測(cè)量條件改變時(shí)，按某一確定規(guī)律變化的測(cè)量誤差的分量。粗大誤差是超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差，即明顯歪曲測(cè)量結(jié)果的誤差。

    在流量?jī)x表的使用中我們需要特別分清兩種誤差的性質(zhì)，它就是儀表的基本誤差和附加誤差（關(guān)于基本誤差與附加誤差的解釋請(qǐng)見第18章）。

    (1 2)壓力損失

    流體流過一次裝置而產(chǎn)生的不可恢復(fù)的壓力值稱為壓力損失。流量計(jì)的壓力損失愈來愈受到人們的重視，甚至是儀表選型的一項(xiàng)重要指標(biāo)。流量計(jì)測(cè)量過程本身的能耗（不是儀表外加的電力消耗）正比于壓力損失，有些大口徑流量計(jì)其年能耗費(fèi)遠(yuǎn)超出儀表本身的價(jià)格。壓力損失的表示方式有：a）壓力單位；b）輸出差壓的百分?jǐn)?shù)；c）動(dòng)壓頭的百分?jǐn)?shù)。