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閱讀：18發(fā)布時(shí)間：2026-7-28
針對(duì)氣體流量計(jì)檢定影響因素較多的問(wèn)題，以容積式氣體流量計(jì)為例，提出以示值誤差為優(yōu)化綜合指標(biāo)，采用正交試驗(yàn)法分析檢定過(guò)程中主要影響因素，包括溫度、濕度、同軸度、取壓方式等。確定各因素對(duì)示值誤差影響的主次順序，找出相對(duì)***優(yōu)的檢定條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：采用正交試驗(yàn)方法優(yōu)化檢定條件方案具有可行性和有效性。
0.引言
氣體容積式流量計(jì)是一種記錄一段時(shí)間內(nèi)流過(guò)流體總量的累積式流量?jī)x表。當(dāng)流體流過(guò)流量計(jì)時(shí)，內(nèi)部機(jī)械運(yùn)動(dòng)件在流體動(dòng)力作用下，把流體分割成單個(gè)已知回轉(zhuǎn)體積，進(jìn)行重復(fù)不斷地充滿和排空，并通過(guò)機(jī)械或電子測(cè)量技術(shù)記錄其循環(huán)次數(shù)，得到流體的累積流量。容積式流量計(jì)在流量測(cè)量方面較準(zhǔn)確，計(jì)量性能較穩(wěn)定，其準(zhǔn)確度等級(jí)達(dá)到 0.2 級(jí)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、能源計(jì)量、民生計(jì)量等領(lǐng)域。但影響容積式氣體流量計(jì)檢定的因素較多，特別是高準(zhǔn)確度流量計(jì)對(duì)檢定條件要求更加嚴(yán)格，如何確定***優(yōu)檢定條件尤為重要。
正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)是研究多因素多水平的一種設(shè)計(jì)方法，是分析因式設(shè)計(jì)的主要方法。它根據(jù)正交性從全面試驗(yàn)中選出部分有代表性的點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，這些有代表性的點(diǎn)具備“均勻分散、齊整可比"的特點(diǎn)。
本文采用正交試驗(yàn)法分析檢定過(guò)程的主要影響因素，確定各因素對(duì)示值誤差影響的主次順序，找出相對(duì)***優(yōu)的檢定條件。
1.檢定條件及優(yōu)化綜合指標(biāo)
本實(shí)驗(yàn)對(duì)某品牌氣體容積式流量計(jì)在 80 m3/h 時(shí)的相對(duì)***優(yōu)檢定條件優(yōu)化。圖 1 為氣體容積式流量計(jì)檢定實(shí)物圖。該實(shí)驗(yàn)采用音速?lài)娮鞖怏w流量標(biāo)準(zhǔn)裝置（Urel =0.25%）作為標(biāo)準(zhǔn)器，檢定對(duì)象為某品牌標(biāo)稱(chēng)準(zhǔn)確度為 1 級(jí)的容積式氣體流量計(jì)（DN=50 mm）。把被檢流量計(jì)安裝在音速?lài)娮鞖怏w流量標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)應(yīng)口徑的管道上，通過(guò)改變檢定條件，進(jìn)行測(cè)試并得到相應(yīng)的示值誤差。
在檢定過(guò)程中，示值誤差影響因素主要有溫度、濕度、同軸度和取壓方式。由于大氣壓力在同一個(gè)地方短時(shí)內(nèi)變化不大，在此次試驗(yàn)中不作分析。試驗(yàn)在同量點(diǎn)（80 m3/h）進(jìn)行，通過(guò)改變溫度、濕度、
同軸度和取壓方式，取得***小測(cè)量誤差，確定相對(duì)***優(yōu)的檢定條件。檢定試驗(yàn)條件參數(shù)如表 1 所示。
試驗(yàn)過(guò)程中，每組參數(shù)條件下，進(jìn)行 3 次重復(fù)試驗(yàn)，并取 3 次測(cè)量平均值作為該組條件下的測(cè)量結(jié)果，然后以示值誤差為指標(biāo)，通過(guò)正交試驗(yàn)確定相對(duì)***優(yōu)檢定條件以獲得***小示值誤差。
2.試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析
分別用 A、B、C、D 表示溫度、濕度、同軸度、取壓方式 4 個(gè)主要因素，每個(gè)因素有 3 個(gè)水平。用 1、2、3 表示因素水平，如表 1 所示，采用 L9（34）正交表安排試驗(yàn)，如表 2 所示。
表 3、表 4 分別為各次試驗(yàn)結(jié)果以及各因素對(duì)示值誤差的影響數(shù)據(jù)分析表。表 4 中 K1、K2、K3 為各因素同一水平試驗(yàn)結(jié)果之和；W1、W2、W3 為各因素水平的效應(yīng)，極差 Rj 為 Max（Wj）－Min（Wj）的差值（j=1,2,3）。極差 Rj 越大，說(shuō)明該因素對(duì)示值誤差
影響程度越大。
3.結(jié)論
由表 4 得到因素主次順序?yàn)槿悍绞剑ㄒ蛩?/span> D）>溫度（因素 A）>濕度（因素 B）>同軸度（因素 C），同時(shí)根據(jù)各因素各水平的平均值確定優(yōu)水平，進(jìn)而選出優(yōu)組合，按照平均值大小選取優(yōu)水平為 D3A3B3C1。即***佳檢定條件為表前取壓，溫度（24~26）℃，濕度（90~100）%RH，同軸度 0 mm。效益曲線見(jiàn)圖 2。
此條件的試驗(yàn)在正交表中的 9 次試驗(yàn)中并未出現(xiàn)，通過(guò)做補(bǔ)充試驗(yàn)，得到示值誤差為 0.13%，小于正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)中的***小值 0.19%，說(shuō)明利用正交試驗(yàn)優(yōu)化氣體容積式流量計(jì)檢定條件的試驗(yàn)是可行的。由于此次實(shí)驗(yàn)的對(duì)象是某品牌某型號(hào)的氣體容積式流量計(jì)，具有一定的局限性，其他類(lèi)型氣體流量計(jì)的檢定條件優(yōu)化可參考使用。
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