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2.1流量測量的術語

2.1.1封閉管道中流體流量的測量術語和符號

本書所使用的術語和相應的符號符合GB/T17611-1998《封閉管道中流體流量的測量術語和符號》(idt ISO 4006 :1991),其中下列術語和相應符號的意義如下。

(1)流量(flow-rate) 流經管道橫截面的流體數量與該量通過該截面所花費的時間之商。

①質量流量qm(mass flow-rate)。流體數量用質量來表示的流量。

②體積流量qv(volume flow-rate)。流體數量用體積來表示的流量。

(2)平均流量(mean flow-rate)在一段時間內流量的平均值。

(3)速度分布(velocity distribution)在管道橫截面上流體速度軸向矢量的分布模式。

①充分發展的速度分布(fully developed velocity distrbution)。一種一經形成則從流體流動的一個橫截面到另一個橫截面不會發生變化的速度分布。它通常是在足夠的管道直管段末端形成。

②規則速度分布(regular velocity distribution)。非常似于充分發展的速度分布的速度分布,便于進行精確的流量測量。

(4)雷諾數Re (Reynolds number) 表示慣性力與黏性之比的無量綱參數。它由下式給出,即

Re=

式中 u棗通過規定面積的平均軸向流速;

l棗產生流動的系統的特征尺寸;

v棗流體的運動黏度。

當規定雷諾數時,應指明一個作為依據特征尺寸(例如管道的直徑、差壓裝置中孔板的直徑、皮托管測量頭的直徑等)。

(5) 斯特羅哈爾數Sr (Strohal number ) 使具有特征尺寸l的某物體所產生的漩渦分離頻率f與流體速度相聯系的無量綱參數。它由下式給出,即

Sr=

  1. 其值(true value ) 表征在研究一個量時在它所處的條件下嚴格定義的值。
  2. 測量的(絕對)誤差「(absolute) error of measurement」 測量結果減去被測量的(約定)真值。

① 該術語同等地用于示值,未修正結果及已修正結果。
②測量地誤差已知部分可以采用適當地修正值進行補償。已修正結果的誤差只能用不確定度來表征。

(8) 疏忽誤差(spurious errors ) 使測量值無效的誤差。通過這些誤差起因于諸如記錄的一個或多個有效數字不正確或者儀表的誤動作。

(9)隨機誤差 (random error ) 同一測量值在多次測量過程中以不可預計的方式變化的測量誤差的一個分量。隨機誤差是不可能修正的。

(10) 系統誤差(systematic error) 同一測量值在多次測量過程中保持不變或以可預計的方式變化的測量誤差的一個分量。

①系統誤差及其起因可以是已知的也可以是未知的。

②系統誤差的已知部分不包含在已校準儀表所預計的不確定度中(作為一種偏移誤差,應預先扣除掉)。

(11) 不確定U (uncertainty) 表征被測量的真值處在某個量值范圍內的一種估計。符號e有時用來代替U表示不確定度。

測量不確定度一般包括多個分量,其中一些分量可在測量結果列統計分布的基礎上進行估計,并可用標準偏差表征。其他分量只能基于經驗或其他信息做估計。

  1. 隨機不確定度Ur(random uncerttainty) 與隨機誤差有關的不確定度分量。它對平均值的影響可以多次通過測量予以減小。
  2. 符號e有時用來代替U表示不確定度。

  3. 系統不確定度Us(systematic uncertainty) 與系統誤差有關的不確定度分量。它對平均值的影響不能通過多次測量來減小。

圖2.1所示為與誤差和不確定度有關術語的說明。

(12) 精確度(accuracy) 被測量的測量結果與(約定)真值間的一致程度。精確度的定量表示采用不確定度。好的精確度意味著小的隨機誤差和系統誤差。

注意,應避免用術語精密度代替精確度。

(13) 被測量(measurand) 受到測量的量。它可以是測得的量或待測的量。

(14)最大流量(maximum flow-rate) 對應于流量范圍上限的流量值。這是在某個限定的和預定的時間間隔內要求裝置給出信息的最高流量值,而該信息誤差不超過最大容許誤差。

對于水表,最大流量稱之為過載流量。

(15)最小流量(minimum flow-rate)對應于流量范圍下限的流量值。

(16)流量范圍(flow-rate range) 由最大流量和最小流量所限定的范圍;在該范圍內儀表的示值誤差不超過最大允許誤差。

(17)滿標度流量(full scale flow-rate) 對應于最大輸出信號的流量。

(18)(一次裝置引起的) 壓力損失「pressure loss(caused by a primary device)」 由于管道中存在一次裝置而產生的不可恢復的壓力損失。

(19)流動調整器(整直器)「flow conditioner(straightener) 安裝在管道中以減少為達到規則速度分布所需直管段的裝置。

2.1.2關于范圍度的術語

  1. 范圍度(turn down, turn down ratio)測量范圍的最大流量被最小流量除的值。
  2. 上限(值)范圍度(rangeability)最大“范圍上限值”與最小“范圍上限值”之間的比。

2.1.3 通過計量術語及定義

  1. 相對誤差(relative error) 測量(絕對) 誤差除以被測量的真值。由于真值不能確定,實際上用的是約定真值。
  2. (量的)約定真值「conventional true value (of a quantity)」對于給定目的具有適當不確定度的、賦予特定量的值,有時該值是約定采用的。

約定真值有時稱為指定值、最佳估計值、約定值或參考值。

(3)量程(span)標稱范圍兩極限之差的模。

  1. 移(drift)測量儀器計量特性的慢變化。
  2. 應時間(response time ) 激勵受到規定突變的瞬間與響應達到并保持其最終穩定值在規定極限內的瞬間,這兩者之間的時間間隔。
  3. 準確度等級(accuracy class) 符合一定的計量要求,使誤差保持在規定極限以內的測量儀器的等別、級別。
  4. 影響量(influence quantity) 不是被測量但對測量結果有影響的量。
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