音速喷嘴气体流量标准装置的误差分析（2）

通常实测压力的测量可以采用两种方法：

种方法：差压变送器＋大气压力计＋A/D，差压变送器的高压室直接通大气，低压室用于测量滞止容器的压力，这样测得的压力实际上是真空度，要想得到压力，必须用大气压力计测得大气压，压力＝大气压－真空度。所以采用这种方法的误差 应包括差压变送器的误差 、大气压力计的误差 和A/D数据采集卡的误差 ：

                        (8)

第二种方法：压力变送器＋A/D，直接用压力变送器测量滞止容器的压力。所以采用这种方法的误差 包括压力变送器的误差 和A/D数据采集卡的误差E ：

                             (9)

在本装置中，采用了第二种方法，其中压力变送器的量程为0~0.12MPa，精度为±0.2％，采用中国台湾研华的12位A/D数据采集卡，精度为±0.015％，所以

                   （10）

由式（7）和式（10），可得滞止压力总的测量误差为

      (11)

 2.6 滞止温度T₀

同理，在ISO9300中，给出了实测温度T₁与滞止温度T₀的关系^[2]：

                              （12）

根据文献[1]，可近似表示为

                   （13）

在本装置中， 我们用实测温度（图1中滞止容器的温度T₁）直接代替了喷嘴滞止温度，由此所带来的误差E₃₁可用式（13）计算：

                   (14)

       在本装置中，温度变送器的量程为0~100℃，精度为±0.5％，所以温度变送器带来的误差 为

                    (15)

A/D数据采集卡的误差 为±0.015％。

所以，滞止温度总的测量误差为

     =

     ＝0.135％                                   （16）

事实上，式（1）右边的各个变量并非是独立的，例如 是 和 的函数，C是d， 和 的函数，所以直接从这些变量的不确定度并不能严格地精确计算 的不确定度。然而，假定式（1）右边的各个变量的不确定度是相互独立的，整个装置的不确定度为

    =

    =0.408%

所以，整个装置准确度达到了0.5％的设计要求，本装置可以用于精度≥1.0％的气体流量计的检定。