卧式金属罐检定装置技术报告.doc
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卧式金属罐检定装置技术报告.doc
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计量标准技术报告
计量标准名称卧式金属罐检定装置
计量标准负责人
建标单位名称(公章)
填写日期
目录
一、建立计量标准的目的…………………………………….(3)
二、计量标准的工作原理….…………………………………….(3)
三、计量标准器及主要配套设备……………………………….(4)
四、计量标准的主要技术指标…….…………………………….(5)
五、环境条件…..………….…………………………………….(5)
六、计量标准的量值溯源和传递框图…….....…………………(6)
七、计量标准的重复性试验…….………………………………(7)
八、计量标准的稳定性考核…….………………………………(8)
九、检定或校准结果的测量不确定度评定…….………………(9)
十、检定或校准结果的验证……………………………………(10)
十一、结论........………….…………………………………….(11)
十二、附加说明….………...…………………………………….(11)
一、建立计量标准的目的
随着我市经济的快速发展,化工产业、石油工业等迅速崛起,企业在用的卧式金属罐数量不断增多,它们的量值准确与否,直接影响到产品质量和企业经济效益。
为了保证量值传递的准确一致,特建立此项社会公用计量标准装置,负责烟台市范围内量值传递检定。
二、计量标准的工作原理及其组成
卧式金属罐检定装置是用经过修正的刚卷尺来测出全部计算金属内部空间体积所必须的几何尺度数据,同时还要测量出金属罐内部所有能够影响罐内容积的零部件的体积和占据的高度范围,然后通过计算编制出金属罐的容积表。
它主要是测深钢卷尺、钢直尺、游标卡尺、水准仪、拉力计等组成。
三、计量标准器及主要配套设备
计
量
标
准
器
具
名称
型号
测量
范围
不确定度或准确度等级或最大允许误差
制造厂及出厂编号
检定或校准机构
检定周期或复校间隔
测深钢卷尺
30m
(0~30)m
2级
标准刚卷尺
100m
(0~100)m
2级
主
要
配
套
设
备
管形测力计
KL-10
(0~100)N
2级
水准仪
DS3
(1~50)m
MPE:
±
游标卡尺
200mm
(0~200)mm
MPE:
±0.02mm
超声波测厚仪
TT110
(0.8~300)mm
MPE:
±(1%H+0.1)mm
套管尺
1mm
(1400~3500)mm
MPE:
±0.5mm
半径规
R(20~
300)mm
R(20~300)mm
MPE:
±20μm
四、计量标准的主要技术指标
计量标准的测量范围:
(5~100)m3
计量标准的不确定度:
U=0.1%(k=2)
五、环境条件
序号
项目
要求
实际情况
结论
1
风力
≤4级
≤4级
合格
2
湿度
<85%RH
<80%RH
合格
六、计量标准的量值溯源和传递框图
上一级计量器具
基准几何测量法复现容量单位
U=0.03%(k=2)
不确定度A.B.C.D
直接比较法
本单位计量器具
油罐检定标准装置
(5~100)
U=0.1%(k=2)
几何测量法
工作计量器具
卧式金属罐
(5~100)
U=0.4%(k=2)
七、计量标准的测量重复性考核
用本套计量标准对烟台供销石油公司一30立方米卧式金属罐的容积进行了10次测量,得到数据如下:
试验时间
测量值(m3)
测量次数
2010年
1月16日
2011年
1月16日
2012年
1月16日
2013年
1月16日
1
29.8653
29.8653
29.8652
29.8653
2
29.8653
29.8653
29.8653
29.8653
3
29.8653
29.8653
29.8653
29.8654
4
29.8653
29.8653
29.8653
29.8653
5
29.8653
29.8653
29.8653
29.8653
6
29.8652
29.8653
29.8653
29.8653
7
29.8653
29.8653
29.8654
29.8653
8
29.8654
29.8653
29.8653
29.8653
9
29.8653
29.8654
29.8652
29.8653
10
29.8653
29.8654
29.8653
29.8653
29.86530
29.86532
29.86529
29.86531
4.7╳10-5
4.2╳10-5
4.5╳10-5
4.4╳10-5
结论
符合要求
符合要求
符合要求
符合要求
备注
实验人员
八、计量标准的稳定性考核
考核时间
测量值(m3)
测量次数
2010年
1月21日
2011年
1月21日
2012年
1月21日
2013年
1月21日
1
29.8653
29.8653
29.8652
29.8653
2
29.8653
29.8653
29.8653
29.8653
3
29.8653
29.8654
29.8653
29.8653
4
29.8653
29.8653
29.8653
29.8653
5
29.8653
29.8653
29.8653
29.8653
6
29.8652
29.8653
29.8653
29.8653
7
29.8653
29.8653
29.8654
29.8653
8
29.8654
29.8653
29.8653
29.8653
9
29.8653
29.8653
29.8652
29.8654
10
29.8653
29.8653
29.8653
29.8654
29.86530
29.86531
29.86529
29.86532
变化量︱yi-yi-1∣
0.0
1.0╳10-5
2.0╳10-5
3.0╳10-5
允许变化量
4.0╳10-4
4.0╳10-4
4.0╳10-4
4.0╳10-4
结论
符合要求
符合要求
符合要求
符合要求
考核人员
九、测量不确定度评定
1概述
测量方法:
依据JJG226-1996《卧式金属罐容积检定规程》。
卧式金属罐容积是根据JJG226-1996《卧式金属罐容积》检定规程进行检定的。
被检定金属罐可认为圆筒形罐体,从左到右分别称为第一圈板、第二圈板…,通过测量圈板基圆的圆周长及厚度,再考虑罐体的椭圆度、倾斜度的作用,然后进行换算从而得出不同高度所对应容量
2数学模型
考虑各种因素对计量罐容量的影响,则有:
式中:
―第圈板内半径;―第圈板高度;―第圈板周长;―罐第圈板容量;
―罐的椭圆度引起的容量误差;―罐的倾斜度引起的容量误差;
故罐的总容量为
3方差和传播系数
由基圆周长,圈板厚度,可知容量的各种影响因素有:
则合成方差为
求偏导数后,得:
故有:
;。
同时考虑到各输入量之间互不相关,故可得V的合成相对标准不确定度为:
4标准不确定度一览表
标准不确定度汇总表
相对标准不确定度
不确定度来源
相对标准不确定度值
传播系数
合成相对标准不确定度分量
·
自由度
基圆周长测量
2
19.2
罐壁厚度测量
2
54.7
圈板高度测量
0
0
罐的椭圆度
1
50
罐的倾斜度
1
50
得:
5计算分量标准不确定度
5.1测量方法的不确定度
5.1.1倾斜度引起的标准不确定度(B类)
在计量卧式罐容量时,将罐视为垂直水平面,实际上它存在一定倾斜角度。
将罐视为垂直水平面时,其体积:
;若考虑罐体的倾斜角度,则其体积:
式中―罐体的倾斜角;―基圆半径;―高度,故引起容量的误差为
由于计量罐的倾斜角不得超过,考虑其概率分布为均匀分布,故倾斜度引起容量的相对标准不确定度为:
5.1.2椭圆度引起的标准不确定度(B类)
在计量卧式罐时,将罐视为圆筒形,实际上它存在一定椭圆度,将罐视为圆筒时,其体积:
;若考虑罐体的椭圆度,则其体积:
(其中a,b分别为椭圆的长短半轴),引起容量的误差为。
由于计量罐的椭圆度不得超过,考虑其概率分布为均匀分布,故椭圆度引起容量的相对标准不确定度为:
5.2基圆周长测量的不确定度
5.2.1标准器的检定不确定度(B类)
所用100m钢卷尺的检定证书,其不确定度置信概率,故标准不确定度为:
5.2.2重复测量的不确定度(A类)
对基圆周长测量6次,其中最大与最小值之差为2mm采用极差法则为:
这样周长测量的相对标准不确定度为(周长测量值为L=8008mm)
则
5.3罐壁厚度测量的不确定度
罐壁厚度测量用超声波测厚仪,由于其允差,并作均匀分布,故标准不确定度为B类
同时重复测量厚度6次,其中最大与最小值之差为0.1m这样重复性的不确定度为
由于测厚仪本身的分辩率,故存在着的不确定度,这样厚度测量相对标准不确定度为:
则
6合成标准不确定度
从以上计算过程,可得容量测量的估计方差为:
故容量测量的合成标准不确定度为
7有效自由度
7.1圆周长测量的不确定度
由于L是6次重复测量求出,故
由于100m钢卷尺检定不确定度,其可靠性约为10%,由,可得
自由度,这样的有效自由度:
7.2罐壁厚度测量不确定度
测厚仪检定不确定度,其可靠性约为10%。
故;厚度通过6次重复测量求出,故;测厚仪分辩率存在的不确定度,其可靠性约为10%。
故。
这样的有效自由度:
7.3罐体倾斜度的不确定度
由于计量罐的倾斜角不得超过,估计其可靠性约为10%。
故的自由度为
7.4罐体椭圆度的不确定度
由于计量罐的椭圆度不得超过,估计其可靠性约为10%
故的自由度为
因此容量测量的有效自由度由下式计算
8扩展不确定度
为获得置信概率的扩展不确定度,取自由度,根据t分布表有
扩展不确定度为
十、计量标准的测量不确定度验证
利用该套标准装置对国家大容量计量抚顺检定站检定过的卧式罐进行比对结果如下:
总体积,抚顺站测得20.3622m3,我所测得20.3623m3,青岛市计量所测得20.361m3。
平均值为20.3622m3。
符合立式金属检定装置的要求。
此装置测量结果不确定度得到了验证。
十一、结论
该卧式金属罐检定装置符合《JJG266-1996卧式金属罐检定规程》要求,可开展对卧式金属罐的容量检定工作。
十二、附加说明
1.JJG266-1996卧式金属罐容积检定规程
2.卧式金属罐容积检定装置操作程序
第13页
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- 卧式 金属罐 检定 装置 技术 报告