容积式流量计的误差特性

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  容积式流量计的误差特性

容积式流量计的误差特性
容积式流量计的误差特性是流量计的基本测量误差E与通过流量计的流量之间的关系。
研究容积式流量计的误差特性,就是要研究其测量误差随流量的变化而变化的趋势。
容积式流量计的基本误差(相对误差)可用式2-3表示
E=(I-V)/V *100% 式2-3
式中:
I--流量计示值,m3
V--通过流量计的实际值,m3.
由于在实际测量时,通过流量计的实际值V一般是未知的,所以人们常用示值相对误差来表示,如±0.5%R是指读数(示值)的±0.5%。
E=(I-V)/I *100% 式2-4
儒商所述,容积式流量计内部都有一个计量“斗”空间,即计量室。假设流量计测量元件周期动作一次(或旋转一周,或来回往复一次)能送出的流体量为v,在t时间内流量计动作次数为N,则t时间内通过流量计的流体总量V可用式2-1表示。这是通过流量计的实际值。
在t时间内流量计测量元件动作N词,通过齿轮记过将测量元件的动作传递到指示机构,使刻度盘上的指针走动以显示通过流量计流体体积,故通过流量计的显示值I和N的关系为
I=αN 式2-5
式中:
α--流量计齿轮比常数,与齿轮传动比和指示机构单位量值有关。
将式2-1和2-5代入式2-4,并为了书写方便,略去100%项后得
E==1-V/I=1-v/α 式2-6
上式表面,容积式流量计的误差只跟计量室空间的容积v和齿轮常数α有关,对于一个流量计,这两个参数都是常量,所以式2-6所表示的误差也是常量,与通过流量计的流量大小无关,在误差特性曲线图上为一条水平线,如图2-15中的曲线1所示。我们把这样的误差称为理想的误差特性曲线。
容积式流量计误差特性曲线
然后,在流量表中装置上对容积式流量计进行特性试验时所得的结果并非想图中曲线1所示,而是接近曲线2和曲线3甚至是曲线4的形式。其特征为:
1.在小流量是,误差急剧的向负方向倾斜;
2.随着流量的增加,误差曲线逐渐向正向移动,并稳定在某一值上;
3.当流量很大时,某些流量计的误差曲线又有想负方向倾斜的倾向。
分析容积式流量计,实际误差特性曲线所呈现这种变化趋势的原因,是因为容积式流量计中除了湿式气体流量计外,都不可避免地存在漏流现象。漏流又称滑流、间隙流,这是一部分未尽“计量室”计量而通过流量计测量元件和壳体之间的间隙直接从入口流向出口的流体量,在流量计示值上并未反映出来。显然,漏流越大,流量计的误差越大。
为了定律分析由于漏流存在对误差特性的影响,可假设通过间隙的楼流量为Δq.当以流量qv通过流量计的流体总量为V时,实际同构流量计的总漏流量为ΔV:ΔV=V/qv *Δq
也就是说,当容积式流量计存在漏流时,通过计量室排出的流体总量为Nv,通过间隙漏过流量计的流体量为ΔV。所以,实际通过流量计的流体总量为:V=Nv+ΔV
整理可得:V=IV/α(1-Δq/qv)
误差的表达式为:1-v/α(1-Δq/qv)
显然,从上式可以看出,由于流量qv的存在,误差不再是一个常数,而是一个随流量变化的一个曲线。
假设Δq为一常数。
当流量qv很小时,小的极限情况,就似乎qv=Δq,也就是说,通过流量计的流量都是漏过流量计的,流量计测量元件根本还没有动作。此时,误差E趋向于负无穷大。这种情况的物理意义是明确的,所有通过流量计的流体量都是漏流的结果,而流量计的示值为0,相对误差则是100%误差。
随着流量QV的增加,误差曲线也逐渐向正方向移动。
当流量继续增加到很到时,Δq/qv已变得很小,误差曲线逐渐趋向于理想的误差曲线,基本为一常数。
显然,上述分析很好说明了图2-15中实际误差曲线2的变化趋势。曲线3和曲线4的情况是因为还有其他因素的影响,如前面假设的Δq为常数就不符合实际情况;流量计差压特性的影响;流体物性参数的影响等等。


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