;                  
                   
          首   頁  公司簡介  產(chǎn)品中心  質(zhì)量體系  銷售網(wǎng)絡(luò)  聯(lián)系我們
 
  溫度儀表系列
  壓力儀表系列
  流量儀表系列
  校驗(yàn)儀表系列
  顯示儀表系列
  變送器儀表系列
  電線電纜系列
 
  電磁流量計(jì)的工作原理
  氧化鋯氧傳感器的原理及應(yīng)用
  有害氣體檢測報(bào)警儀選用原則
  我國計(jì)量用儀器儀表的發(fā)展和現(xiàn)狀
  國內(nèi)儀器儀表行業(yè)將發(fā)生高科....
  西安交大研制出超高溫沖擊壓....
  采用半導(dǎo)體精密溫度傳感......
  智能溫度傳感器的發(fā)展趨勢
  簡述幾種氣體檢測傳感器.....
  利用傳感器技術(shù)制造智能服裝
  新型傳感器監(jiān)控魚群數(shù)量
   
 
聯(lián)系方式
 電話(市場部):0517-86851868  
        0517-86882048
        0517-86881908
   (拓展部):0517-86882683
 傳真:0517-86851869
 節(jié)假日商務(wù)聯(lián)系電話:
 何經(jīng)理:13655238295
 劉經(jīng)理:15861721324
 郵編:211600
 網(wǎng)址:http://m.qianxinmuye.cn/
    http://www.sukeyb.com/
 E-mail:china-suke@163.com
     sukeyb@163.com
 地址:江蘇省金湖縣工業(yè)園區(qū)環(huán)城西
 路269號
 您現(xiàn)在的位置 > 首頁 > 行業(yè)新聞 > 示值誤差擬合電磁流量計(jì)系數(shù)計(jì)算方式
     

示值誤差擬合電磁流量計(jì)系數(shù)計(jì)算方式
發(fā)布時(shí)間:2018-12-25

摘要:目前,采用基于絕對誤差的擬合方法計(jì)算電磁流量計(jì)儀表特征系數(shù),會導(dǎo)致電磁流量計(jì)在小流速時(shí)示值誤差較大,降低了精度等級。為了反映電磁流量計(jì)本身固有的精度等級,提出了基于示值誤差的擬合方法計(jì)算儀表特征系數(shù),充分考慮小流速點(diǎn)的測量誤差,即以示值誤差的平方和最小為驅(qū)動(dòng),使測量流速與標(biāo)準(zhǔn)流速之間的示值誤差的平方和為最小。對兩臺不同口徑的電磁流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定試驗(yàn),比較兩種不同方法計(jì)算出的儀表特征系數(shù)的測量效果發(fā)現(xiàn),對于相同的標(biāo)定數(shù)據(jù),采用示值誤差的擬合方法計(jì)算出的儀表特征系數(shù)的電磁流量計(jì)的測量精度高于采用絕對誤差擬合方法。試驗(yàn)結(jié)果表明,采用示值誤差的擬合方法計(jì)算出的儀表特征系數(shù)減小了電磁流量計(jì)測量小流速時(shí)的示值誤差,在電磁流量計(jì)的量程下限依然可以保持較高的測量精度,能真實(shí)地反映儀表最佳的精度等級。
0引言
  電磁流量計(jì)已被較為廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和城市建設(shè)中。隨著科技的發(fā)展和環(huán)保要求的提高,對電磁流量計(jì)的測量精度提出了更高的要求[1-2]。為了保證測量精度,電磁流量計(jì)在出廠之前需要進(jìn)行水流量標(biāo)定試驗(yàn),得到若干流速點(diǎn)下的試驗(yàn)數(shù)據(jù),從而計(jì)算出儀表特征系數(shù),并將其設(shè)置進(jìn)儀表中。所謂儀表特征系數(shù)是指可通過修改其數(shù)值而改變流量計(jì)計(jì)量性能的參數(shù),其可以由一個(gè)或一組參數(shù)構(gòu)成[3]。必須采用合適的方法計(jì)算儀表特征系數(shù),從而更好地反映出電磁流量計(jì)本身具有的精度等級。然而,在電磁流量計(jì)的檢定規(guī)程中,并沒有計(jì)算儀表特征系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)方法。
  目前,普遍采用基于絕對誤差的擬合方法來求解電磁流量計(jì)的儀表特征系數(shù)[4],其目標(biāo)是使擬合樣本中所有數(shù)據(jù)的擬合結(jié)果(即測量流速)與標(biāo)準(zhǔn)值(即標(biāo)準(zhǔn)流速)之間的絕對誤差大體一致[5-6]。但是,在檢定規(guī)程中,采用示值誤差來表示流量計(jì)的精度等級。示值誤差等于測量流速與標(biāo)準(zhǔn)流速的差除以標(biāo)準(zhǔn)流速。可見,同一精度等級的電磁流量計(jì),其測量的流速與允許的絕對誤差成反比。所以,基于絕對誤差的擬合方法計(jì)算出儀表特征系數(shù)的電磁流量計(jì)在測量大流速時(shí),示值誤差較小;在測量小流速時(shí),示值誤差比較大。這就降低了電磁流量計(jì)的精度等級。
  針對因儀表特征系數(shù)計(jì)算不當(dāng)而引起的電磁流量計(jì)測量精度差的問題,本文提出了基于示值誤差擬合的電磁流量計(jì)儀表特征系數(shù)計(jì)算方法,將各個(gè)流速點(diǎn)的示值誤差的平方和最小作為控制目標(biāo),得到的儀表特征系數(shù)能夠更好地反映電磁流量計(jì)的測量效果,提高了測量精度。
1計(jì)算方法
  由于電磁流量計(jì)的輸出流速與標(biāo)準(zhǔn)流速呈線性關(guān)系,因此,采用一次多項(xiàng)式對標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行擬合:
yi=Kxi+b      (1)
  式中:xi為被標(biāo)定儀表輸出的流速;yi為標(biāo)準(zhǔn)流速。被標(biāo)定電磁流量計(jì)的標(biāo)定結(jié)果為(xi,yi),i=1,2,…,N。N為量程范圍內(nèi)測量的流速點(diǎn)數(shù)。
  由于(xi,yi)并沒有落在同一條直線上,因此,以xi為自變量,由一次項(xiàng)系數(shù)K和常數(shù)項(xiàng)系數(shù)b計(jì)算出來的數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)流速有偏差。采用基于示值誤差擬合法的目的是使所有流速點(diǎn)的示值誤差的平方和e為最小,如式(2)所示。

  示值誤差平方和e取最小值的解是一個(gè)以K和b為自變量的二元函數(shù)求極值的問題,因此可以利用多元函數(shù)求極值的方法來進(jìn)行求解[7],得到較為準(zhǔn)確的K值和b值。
2實(shí)際應(yīng)用
  為了驗(yàn)證基于示值誤差擬合方法的有效性,基于數(shù)字信號處理器(digitalsignalprocessor,DSP)的電磁流量變送器與國內(nèi)生產(chǎn)的一次儀表組合,形成DN40和DN80這2臺電磁流量計(jì),進(jìn)行2種形式的水流量標(biāo)定試驗(yàn)。分別用基于示值誤差的擬合方法和基于絕對誤差的擬合方法計(jì)算儀表特征系數(shù),并利用得出的儀表特征系數(shù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算測量流速,得出示值誤差;對儀表特征系數(shù)進(jìn)行設(shè)置,再對儀表進(jìn)行校驗(yàn)。
2.1容積法標(biāo)定及校驗(yàn)試驗(yàn)
  采用容積法對DN40電磁流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定,并利用標(biāo)定數(shù)據(jù)計(jì)算出儀表特征系數(shù)。容積法標(biāo)定就是采用有刻度的標(biāo)定桶作為標(biāo)準(zhǔn)器,獲取流過被標(biāo)定電磁流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)流速。被標(biāo)定儀表的儀表特征系數(shù)包含一次項(xiàng)系數(shù)K和常數(shù)項(xiàng)系數(shù)b。在標(biāo)定前,設(shè)置儀表特征系數(shù)K=1、b=0。然后,選擇7個(gè)流速點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定,分別為0.5m/s、1m/s、2m/s、3m/s、4m/s、5m/s、6m/s。對每個(gè)流速點(diǎn)標(biāo)定2次,分別得到標(biāo)準(zhǔn)流速和被標(biāo)定流量計(jì)輸出的流速。
  根據(jù)這些試驗(yàn)數(shù)據(jù),采用基于絕對誤差擬合法,計(jì)算出儀表特征系數(shù)。然后,根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)中的被標(biāo)定流量計(jì)輸出的流速和儀表特征系數(shù),計(jì)算出測量流速。將基于絕對誤差擬合法計(jì)算出的儀表特征系數(shù)設(shè)置到被標(biāo)定儀表中,使儀表輸出測量流速值,并利用標(biāo)準(zhǔn)器對儀表的測量性能進(jìn)行校驗(yàn)。對7個(gè)流速點(diǎn)逐一校驗(yàn),每個(gè)流速點(diǎn)校驗(yàn)1次。
  對于同一組標(biāo)定數(shù)據(jù),先采用基于示值誤差擬合法計(jì)算出儀表特征系數(shù);再根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)中的被標(biāo)定流量計(jì)輸出的流速與儀表特征系數(shù),計(jì)算出測量流速。將基于示值誤差擬合計(jì)算出的儀表特征系數(shù)設(shè)置到儀表中,使儀表輸出測量流速值,并利用標(biāo)準(zhǔn)器對儀表的測量性能進(jìn)行校驗(yàn)。
DN40電磁流量計(jì)測量結(jié)果對比如圖1所示。
DN40電磁流量計(jì)測量結(jié)果對比圖
  由圖1可見,基于絕對誤差擬合法計(jì)算出儀表特征系數(shù)的儀表在量程范圍內(nèi),各個(gè)流量點(diǎn)的示值誤差相差較大。流量越小,電磁流量計(jì)的示值誤差就越大。當(dāng)流速在1~7m/s的范圍內(nèi),該電磁流量計(jì)的精度為0.5級;當(dāng)流速在0.5~7m/s的范圍內(nèi),精度為1級。而采用基于示值誤差擬合法計(jì)算出儀表特征系數(shù)的電磁流量計(jì),在量程范圍內(nèi),示值誤差分布比較均勻。當(dāng)流速為0.48m/s時(shí),示值誤差最大值僅為0.31%。所以,當(dāng)流速在0.5~7m/s的范圍內(nèi),它的精度為0.5級。
2.2標(biāo)準(zhǔn)表法標(biāo)定及校驗(yàn)試驗(yàn)
  采用標(biāo)準(zhǔn)表法對DN80電磁流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定,并利用標(biāo)定數(shù)據(jù)計(jì)算出儀表特征系數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)表法標(biāo)定就是采用精度等級更高的電磁流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器,與被標(biāo)定電磁流量計(jì)安裝在同一管道,獲取流過被標(biāo)定電磁流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)流速。在標(biāo)定前,設(shè)置儀表特征系數(shù)K=1、b=0。然后,選擇5個(gè)流速點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定,分別為0.3m/s、1m/s、1.7m/s、2.3m/s和3.3m/s。對每個(gè)流速點(diǎn)標(biāo)定2次,分別得到標(biāo)準(zhǔn)流速和被標(biāo)定流量計(jì)輸出的流速。
  根據(jù)這些試驗(yàn)數(shù)據(jù),采用基于絕對誤差擬合法,對被標(biāo)定流量計(jì)的輸出的流速和標(biāo)準(zhǔn)流量進(jìn)行擬合,得出儀表特征系數(shù)。然后,根據(jù)被標(biāo)定流量計(jì)輸出的流速和儀表特征系數(shù),計(jì)算出測量流速。將由該方法得出的數(shù)值作為儀表特征系數(shù),對儀表的測量性能進(jìn)行校驗(yàn)。
  對于同一組標(biāo)定數(shù)據(jù),先采用基于示值誤差擬合法同樣計(jì)算出儀表特征系數(shù);再根據(jù)標(biāo)定數(shù)據(jù)中的被標(biāo)定流量計(jì)輸出的流速與儀表特征系數(shù)計(jì)算出測量流速。將由該方法得出的數(shù)值作為儀表特征系數(shù),對儀表的測量性能進(jìn)行校驗(yàn)。
基于絕對誤差擬合法與示值誤差擬合法的DN80電磁流量計(jì)測量結(jié)果對比圖如圖2所示。
擬合法DN80電磁流量計(jì)測量結(jié)果對比圖
  由圖2可見,基于絕對誤差擬合法計(jì)算出儀表特征系數(shù)的儀表,在量程范圍內(nèi),各個(gè)流速點(diǎn)的示值誤差相差較大。流速越小,電磁流量計(jì)的示值誤差就越大。若使用該系數(shù)作為儀表特征系數(shù),當(dāng)流速在1~3.3m/s時(shí),電磁流量計(jì)的精度為0.5級;當(dāng)流速在0.3~3.3m/s時(shí),精度為1級。而基于示值誤差擬合法計(jì)算出儀表特征系數(shù)的儀表,在量程范圍內(nèi),電磁流量計(jì)的示值誤差大體一致,且在0.3~3.3m/s都保持了較高的精度,即0.5級。
3結(jié)束語
  基于示值誤差的擬合方法,根據(jù)被標(biāo)定電磁流量計(jì)的輸出流速和標(biāo)準(zhǔn)流速,計(jì)算儀表特征系數(shù)。該方法以一次多項(xiàng)式作為擬合多項(xiàng)式,以擬合后得到的測量流速與標(biāo)準(zhǔn)流速之間的示值誤差的平方和最小為控制目標(biāo),并利用多元函數(shù)求極值的方法計(jì)算一次多項(xiàng)式的系數(shù),從而得到電磁流量計(jì)的儀表特征系數(shù)。
  針對2臺電磁流量計(jì)進(jìn)行2種形式的水流量標(biāo)定,分別采用基于示值誤差擬合法和基于絕對誤差擬合方法計(jì)算儀表特征系數(shù)。對比結(jié)果表明,采用基于示值誤差擬合法能改善小流速的示值誤差、拓寬量程范圍,更好地反映出電磁流量計(jì)本身所具有的精度等級。

以上內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系即刪除!

下篇文章:石油化工常用流量計(jì)選用 上篇文章擾動(dòng)對V錐流量計(jì)測量影響
 
江蘇省蘇科儀表有限公司是一家專業(yè)提供渦街流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、電磁流量計(jì)的企業(yè),公司將以優(yōu)質(zhì)的服務(wù)優(yōu)惠的價(jià)格,服務(wù)新老客戶。
 版權(quán)所有:江蘇省蘇科儀表有限公司       技術(shù)支持易品網(wǎng)絡(luò)
溫度儀表事業(yè)部   壓力儀表事業(yè)部   流量儀表事業(yè)部   校驗(yàn)儀表事業(yè)部   顯示儀表事業(yè)部  變送器儀表事業(yè)部   電線電纜事業(yè)部