容积式流量计的误差特性

 

对于任何一个流量测量值来说，必须包括两部分内容：一是流量测量值本身；二是它的误差允许范围．否则是不完整的．所以，对于任何一种流量计，都必须了解它的误差特性。

所谓误差特性，就是流量计的误差值与流量测量值之间的关系。讨论误差特性，就是讨论和研究测量误差值随流量测量值变化而变化的趋势．

容积式流量计的测量误差值E，可由指示值与真值之差与指示值之比表示．设：V为通过流量计的流体体积真值；I为流量计指示值，则误差值E可表示为

                       E＝                                  （2－5）

将流体体积V与指示值I之间的关系式（2－3）代入，可得：

                      E＝1－                                   （2－6）

由式2－6可见，容积式流量计的误差特性仅与流量计内部的计量空间体积v、仪表齿轮比常数a有关．也就是说，从测量原理的角度来说，容积式流量计的测量误差仅与流量计的几何结构有关，而与流体性质和流量值无关，我们把这个误差特性称为容积式流量计的理想误差特性．画成曲线，是一条平行于横轴的水平线，如图2－6中曲线1所示．

然而，当我们对容积式流量计进行标定，画出实际误差特性曲线时，则较接近曲线2的形式．在小流量时，误差值急剧地向负方向倾斜；随着流量增大，误差值逐渐由负方向向正方向移动，并稳定在某一定位上，误差曲线平行于横轴．流量继续增加，误差值又将向负方向偏移．实际误差特性曲线所以呈现这种变化趋势，是因为在于容积式流量计中存在着不可避免的漏流现象．所谓漏流，就是流体通过转动件与外壳之间的间隙直接从入口流向出口，没有被计量．以下将讨论考虑了漏流现象的误差特性关系式．                        

假设在单位时间内的流体漏流量用 g表示；通过流量计的流量为qv；通过流量计总的流体体积量为V；在这一段时间内总的漏流的体积量为 V．这株 V可表示为

                     V＝ g                                    （2－7）

所以，当存在漏流时，转子排出N个计量空间流体量时，实际通过流量计的流体体积为

                    V＝Nv＋ V                                （2－8）

将式2－2，2－7代入式2－8，可得：

                    V＝ v＋ g                              （2－9）

式（2－9）可整理成：

                    V＝                            （2－10）

将式（2－10）代入误差定义式（2－5），可得：

                        E＝1－                         （2－11）

分析式2—11可见，由于计量空间体积v、齿轮比常数a均为定值，所以误差E与流量之间的关系受单位时间漏流量 g影响．

    若假定该容积式流量计的漏流量 g是一恒定值，可利用式(2—11)讨论其误差曲线的变化趋势．

    当流量很小，在极端情况下，qr＝ g，则式(2—11)中括号内为0，误差值E趋向负无穷大．

随着流量qv增加，式(2—11)中括号内数值逐渐增大，误差值E也逐渐向正方向增加。

当流量继续增加，达到 g与qv相比显得非常小，即 g／qv很接近0时，式(2—11)转变成式(2－6)，误差曲线趋向于理想误差曲线．