流量计量过程控制技术的研究

　　1　前言

　　对于流量计量标准在计量过程中正确性和可靠性的评价,一般除了建标考核和3年后的标准复查外,就是对标准器进行周期性检定,也就是说只能对标准器使用较长时间后才进行考核,如果在有效的检定周期内,标准器是否有意外失准发生,要到下次周检才有可能知道。另外,流量计量标准装置或测量系统引入的误差是无法用周检来评价的。因此,为了使在用流量计量标准在计量过程中量值的准确可靠,对在用的计量标准装置进行短期的稳定性的判别使整个计量检定过程得到有效控制是很有必要的。

　　2　建立流量计量过程控制图

　　(1)对根据使用的实际情况,选定一需要核查的流量标准装置,每半个月在相同装置、环境、测量方法、个人(自由度相同)作重复性试验, 3个月后可获得6个样本的标准偏差,s₁、s₂、s₃、s₄、s₅、s₆。

　　(4)建立流量计量过程控制图(见图1)

　　因为极限差Δ=±3S_p控制图取±3S_p作为上、下控制界限的范围。按正态分布规律,只要在这一控制界限的范围内出差错的可能性就很小。

　　3　流量计量过程控制的工作原理

　　在相同的标准装置、人员环境条件、测试方法下(即与控制图的S_p有相同的自由度进行测量),将测量值的绝对误差Δx用点描在图上,X轴为取样时间,Y轴为质量特性。当Δx≤3 |S_p|时,则表明计量标准装置稳定,测试系统正常,计量过程受控。若Δx≥3 |S_p|时,则表明标准器、环境条件、人员或某一测试方法发生了变化,应采取措施使计量过程恢复正常。所以只要计量过程是受控则所有的Δx都必定落在计量过程控制图的±3S_p内,计量过程则处于稳定状态。据此可对流量计量过程进行分析、监督和控制。

　　4　控制图在流量计量过程中的控制作用

　　以流量计量标准“水表校验装置”为例。

　　将经上级计量部门检定的型号为15mm~50mm,编号为2001-541的水表校验装置作为核查标准,该装置的主标准器为标准容积管,其准确度为0. 025%。用主标准器对水表校验装置的100L点,在同一流量下在短时间内连续测量10次,每半个月做一次试验。

　　试验3个月后按贝塞尔公式得到以下数据。

　　s₁=0. 0016L　　s₂=0. 0014L　　s₃=0. 0017L

　　s₄=0. 0014L　　s₅=0. 0015L　　s₆=0. 0015L

　　该主标准器在100L点处的扩展不确定度为0.025L。又根据s≤15U≤0. 00196L的判断法则。以上数据均符合要求。将数据代入下式得: