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认证与实验室
风速计风速测量不确定度的评定
Evaluation on Uncertainty in Wind-speed Measurement of Anemometer
乔新愚(工业和信息化部电子第五研究所,广东广州510610)
ao Xin- u(EPRI Calibration&Tsting, Guan ong Guangzhou 51010
要:目前,国内市场上各式各样的风速计尽出不穷,工作原理各不相同,国家以及各部门也针对不
同风速计出台了很多检定规程和规范。但由于风速计校瀧中的不确定度因素太多,因此所有的规程和
规范都没有对它进行不确定度评定。本文将结合本人长期从事风速计校准的经验对这一问題进j探
讨,供大家参考。
关键词:风速;校准;不确定度
中图分类号:TB9
文献标识码:B
文章编号:1003-010720100-0065-02
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Key words: Wind-speed calibration: Uncertainty
CLC num!ber T39
Article LD:1003-0107(201009-0065-02
1
式中,e一被检风速计的示值误差;
一被检风速计示值
1.1量方法
K一空气密度修正系数,根据本实验条件査空气密度
依据JC5l5-87《轻便磁感风向风速表检定规程》30mA以修正系数表可得K。=1027;
下风速工作用风速计檢定规程的检定方法,以二等标准微压
?微压计工作液体密度修正系数(若为蒸馏水时,
计通过皮托管直接测量风洞中工作区流场压差,由响应公式
换算成测量点的相当风速,然后根据环境条件和皮托管、微压
一一皮托管系数,经过上级机构检定,本皮托管系数为
计具体参数计算出修正系数,乘以相当风速得到测量点实际1.003;
风速。被检风速计通过直接测量该点风速,即可将标准的量值
K。一微压计系数(若为二等补偿式微压计,K=1)
传递到被检风速计。本文以典型风速点10mls为例进行测量不
H微压计读数(mmHO)。
确定度分析。
由于试验环境条件稳定,温度、湿度、气压变化很小,因此
对各种修正系数影响微乎其微,可以看作常数,故简化可得:
1.2环境条件
e=V-4KVH
温度:(23t1℃
式中,K一总修正系数。
相对湿度:(55±3)%;
气压:(10002)hPa
3传播系数
1.3检定标准
因各个分量无关,依照公式,u2。(e)=(xY%(x)可以计
算得到:
补偿式微压计:(0~±1500Pa,t0.8Pa;
u(erc u'v)CAH)
皮托管;
传播系数:c←1;
风洞:(0.5-30ms,流场均匀性O.%,流场稳定性0.3%。
1.4被检对象
则
AVMO1型风速计。
u2=c2(e)=u(y)+4Ku(H)
2致学棋型
4标准不确定度来源
根据被检风速计示值误差为
影响测量结果的主要不确定度来源
e=v-1,278K,VGよKV9.8060H
(1)被检风速计重复性引人的标准不确定度u(),A类;
2)被检风速计分辦率引人的标准不确定度u),B类;
万方数据
2010第09期65
F
实验室特写
eatured Lal
(3)二等标准微压计引入的标准不确定度ul(H,B类;
6标准不确定度一览表
(4)二等标准微压计分辨率引人的标准不确定度u(H,B
表1标准不确定度一览表
类
5)风场不稳定引入的标准不确定度ugH),B类;
标准不确
不确定度来源」类型分布
标准不确、白由度
(6)风场不均匀引入的标准不确定度uH),B类
定度u(x
定度(am/s)
被检表读数重
A正态0.06
5标准不确定度的评定
复性
被检表读数分
5.1类标准不确定度的评
B「均匀000
辨力
对被检风速计在10mk点进行10次重复测量,数据如下「ua『微压计误差B「均匀0017a
(单位:m/s
微压计读数分
9.91,10.0901010,991,989,992,10.01,10.08,1010,10.uef
B均匀000
辨力
其平均值
ug(H)风场稳定性B均匀0.017a
UB H)
风场均匀性B均匀0.029
v=9.97
S /-VY =0.06 mls
7合成标准不确定度
n-1
以上各项标准不确定度均互不相关,因此合成标准不确
则标准不确定度u)-0.06m/s
定度为:
自由度vuAJ=n-1=9
u=Vu(t)+uav)+4K1ua(H+un(H+ug(H+ug(HD)
5.2类标准不确定的评定
=V0.06+40.03+4.24x(0.017+003+0.017+0.029)
=0.098m/a
52.1被检风遠计分辨率引入的标准不确定度uv
被检风速计分辨率为0m,服从均匀分布,置信因子8有效自由度
k=V3,其标准不确定度ua(v)-0.005V3=0.003mM%,自由度
vu)=。
522二等标准微压计引入的标准不确定度ua(H)
二等标准微压计经上级计量机构检定,在检定周期内示
va p)v(vs)v( v()vve)
值允许误差为±0.8Pa,对应的10m/a风速点允差为t0.03m/,
区间半宽为0.03m,服从均匀分布,置信因子k=V3,其标
取自由度=64。
准不确定度ua(v)=0.03V3=0.017m/s,自由度vdun)=。
9打展不确定度
5.2.3二等标准微臣计分瓣率引入的标准不确定度ua(H)
按置信概率P=95%和自由度v64,査t分布表,得
二等标准微压计最小分游率为0?nm,对应10m风速2,故扩展不确定度为
点的分辨率为0.01mus,服从均匀分布,置信因子k=V3,其
U=kxu=0.098x2-=0.196m/s
标准不确定度u)-0.005/V3=0.003ms,自由度y(uy=e。
取U-0.2m/a
5.2.4风场不稳定引入的标准不确定度u(H
参考文献:
在风洞工作区范围内风场不稳性度小于0.3%,对应风速
10m时的不稳定度为10mx03%=003m/,服从均匀分李慎安测量不确定度评定与表示卟石油工业技术监督
布,置信因子k=V3,其标准不确定度ug(vd)=0.03V