1、前言

儀表精度有精密度、正確度和準(zhǔn)確度之分。精密度也叫重復(fù)性誤差，是表示測量結(jié)果隨機(jī)誤差大小的程度，通常用標(biāo)準(zhǔn)偏差σ或隨機(jī)不確定度δＭ表示，δＭ =±ｔσ，ｔ為置信系數(shù)。正確度是表示測量結(jié)果系統(tǒng)誤差大小的程度，系統(tǒng)誤差Ｅ包括，已定系統(tǒng)誤差ε和未定系統(tǒng)誤差±ｅ兩部分，因此正確度可用Ｅ=ε±ｅ表示。準(zhǔn)確度Ａ是表示測量結(jié)果與真值的一致程度，用Ａ=ε±Ｕ表示，Ｕ為未定系統(tǒng)誤差±ｅ與隨機(jī)不確定度δＭ合成的總不確定度。

氣體渦輪流量計是速度式流量測量儀表，氣動渦輪的轉(zhuǎn)速是隨著流量增高而線性地增大。因此，渦輪轉(zhuǎn)速就是流量的量度，通過機(jī)械傳動、磁電轉(zhuǎn)換，形成與流量成正比的電脈沖信號。氣體渦輪流量計具有量程寬、重復(fù)性好等優(yōu)點。在很寬的流量范圍內(nèi)(量程比Ｑｍａｘ :Ｑｍｉｎ 可達(dá) 10 :1至 2 0 :1)，管內(nèi)流量與電脈沖信號之間呈線性關(guān)系，因此氣體渦輪流量計是測量氣體體積流量的理想儀表。但由于它為速度式儀表，管內(nèi)氣體流速分布不均和二次流的存在均影響其計量精度，因此，流量計內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計、管路的設(shè)計、氣體體積本身隨壓力、溫度變化的性質(zhì)、機(jī)械阻力以及氣動阻力等各種因素都會對流量計的精度產(chǎn)生影響。只有*大限度地消除這些因素的不良影響，才能使氣體渦輪流量計達(dá)到更高的計量精度。

2、機(jī)械摩擦與流體阻力對精度的影響

2.1 氣體渦輪流量計的數(shù)學(xué)模型

作用在渦輪上的力矩大致分為以下幾個：流體通過渦輪時對葉片產(chǎn)生的推動力矩Ｔｒ，流體沿渦輪表面流動時產(chǎn)生的粘滯摩擦力、渦輪軸與軸承之間、齒輪與齒輪之間等機(jī)械摩擦阻力矩Ｔｒｍ，流體通過渦輪時對渦輪的流體阻力矩Ｔｒｆ、磁電轉(zhuǎn)換器對渦輪產(chǎn)生的電磁反作用阻力矩Ｔｒｅ。由此可以建立渦輪的運動微分方程：

式中：Ｊ—渦輪的轉(zhuǎn)動慣量；ω—渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度。

通常電磁反作用阻力矩Ｔｒｅ比較小，其影響可以忽略。正常工作條件下，可認(rèn)為管道內(nèi)流量不**間變化，即渦輪以穩(wěn)定的角速度旋轉(zhuǎn)。因此，Ｔｒｅ =0，ｄω/ｄｔ=0，這樣可得穩(wěn)定工況下的運動微分方程：

Ｔｒ-Ｔｒｆ-Ｔｒｍ=0   (2)

設(shè)θ為渦輪葉片與軸線的夾角，Ｆ為流通面積，Ｚ為渦輪葉片數(shù)，ｆ為脈沖頻率，ρ為氣體密度，ｑｖ為氣體流量，Ｋ=ｆ/ｑｖ為儀表系數(shù)，可得：

式中：ｒ—渦輪葉片平均半徑。

2.2 機(jī)械摩擦阻力矩Ｔｒｍ對精度的影響

對于實際的氣體渦輪流量計，渦輪*先必須克服靜摩擦阻力矩后才能轉(zhuǎn)動，渦輪克服靜摩擦阻力矩所需的*小流量值被稱為該流量計的始動流量值ｑｖｍｉｎ。當(dāng)通過流量計的流量小于ｑｖｍｉｎ時，渦輪不轉(zhuǎn)，無脈沖信號輸出。當(dāng)流量相當(dāng)于始動流量時，渦輪起動，此時，它的角速度很小，可忽略流體阻力矩Ｔｒｆ的影響。式 (3)變?yōu)椋?/div>