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一、流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的作用
    1．量值傳遞概念
    量值傳遞即是通過對(duì)計(jì)量器具的檢定或校準(zhǔn)，將國(guó)家基準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的計(jì)量單位量值通過標(biāo)
準(zhǔn)逐級(jí)傳遞到工作用計(jì)量器具，以保證量值的準(zhǔn)確和一致的過程。
   流量計(jì)的準(zhǔn)確度涉及流量量值傳遞的知識(shí)。流量標(biāo)準(zhǔn)裝置作為流量單位量值的統(tǒng)一與傳
遞的標(biāo)準(zhǔn)，確保我國(guó)各地區(qū)和各部門的流量量值統(tǒng)一在一個(gè)量值標(biāo)準(zhǔn)上。
    流量是不存在實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)出量，它由基本量（長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間等）在特定條件下
綜合得出，量值的實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)（稱為原始標(biāo)準(zhǔn)）實(shí)際上就是一套原始流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，它是需
要在特定條件下由基本量（長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間等）合成。在裝置上把各基本量綜合為導(dǎo)出
量，即裝置的容積V或質(zhì)量m作為計(jì)量的依據(jù)，結(jié)合時(shí)間t的測(cè)量，可以得到體積流量或質(zhì)
量流量。然后把量值傳遞給一臺(tái)或一組流量計(jì)，稱為工作基準(zhǔn)或傳遞標(biāo)準(zhǔn)，用傳遞標(biāo)準(zhǔn)
（量值的載體）向下一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（亦為流量標(biāo)準(zhǔn)裝置）傳遞流量量值。借助于傳遞標(biāo)準(zhǔn)把全國(guó)
的流量量值統(tǒng)一（一致）起來(lái)。國(guó)際間的流量量值的統(tǒng)一是用國(guó)際間的裝置比對(duì)來(lái)達(dá)到的。
    在各類檢測(cè)參數(shù)量值傳遞系統(tǒng)中，流量的量值傳遞系統(tǒng)是較困難建立的一類，因?yàn)榱髁?br /> 量值有以下特點(diǎn)：
    (1)流量是自然界不存在實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)出量，需在特定條件下由基本量（長(zhǎng)度、質(zhì)量、
時(shí)間、溫度等）合成。
    (2)流量是一個(gè)動(dòng)態(tài)量，它是一個(gè)只有當(dāng)流體發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)才實(shí)際存在的物理量，因此
它不僅是基本量的靜態(tài)組合，又由于其動(dòng)態(tài)性質(zhì)，流量量值受到許多復(fù)雜因素的影響，例如
流體內(nèi)微觀分子之間的相互作用，宏觀的湍流、旋渦運(yùn)動(dòng)等，在具體的管道中還受到邊界條
件（管壁）的制約。
    (3)流量量值需通過流體介質(zhì)的物理變化得以反映，因此用于校驗(yàn)的介質(zhì)最好就是使
用介質(zhì)，但介質(zhì)有千萬(wàn)種，不可能按此原則辦，只好采用模擬媒介，然后通過介質(zhì)換算把流
量量值傳遞到工作介質(zhì)。
    (4)存在于不同工作狀態(tài)的流體介質(zhì)表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)，因此流量量值在不同工
作狀態(tài)時(shí)必須考慮該因素的影響。
    (5)流量量值基準(zhǔn)與工作儀表的準(zhǔn)確度差別不可能太大，它們的數(shù)量級(jí)差別不像基本
量或其他導(dǎo)出量那么大，量值傳遞時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的誤差一般不能忽略，校準(zhǔn)流量計(jì)時(shí)，誤差的估算
較復(fù)雜。
    (6)由基準(zhǔn)向工作儀表傳遞量值時(shí)，由于參比工作條件難以維持，影響量漸趨復(fù)雜，
誤差估算困難程度逐漸加大。
    (7)流量量值準(zhǔn)確度不高，原因在于其導(dǎo)出量是動(dòng)態(tài)的、綜合的。
    2．溯源性說明
    溯源性是通過具有規(guī)定不確定度的連續(xù)的比較鏈，使測(cè)量結(jié)果或標(biāo)準(zhǔn)能夠與規(guī)定的計(jì)量
標(biāo)準(zhǔn)（通常是與國(guó)家基準(zhǔn)或國(guó)際基準(zhǔn)）聯(lián)系起來(lái)的特性，應(yīng)注意：
    (1)此概念常用形容詞“可溯源的”來(lái)表達(dá)。
    (2)這條不間斷的比較鏈稱為溯源鏈。
    因此，在計(jì)量檢定、校準(zhǔn)過程中，通過將高一等級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)的基準(zhǔn)作為實(shí)際值，
用它來(lái)檢定或校準(zhǔn)有關(guān)量的其他低等級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)或計(jì)量器具或?yàn)槠涠ㄖ担@一過程稱為量
值傳遞。而量值溯源是量值傳遞的逆過程，即被計(jì)量的量值能與國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)或國(guó)際計(jì)量基
準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值聯(lián)系。也就是說，用工作計(jì)量器具測(cè)量所得量值的誤差或誤差范圍是在規(guī)定
的范圍內(nèi)。這是因?yàn)楣ぷ饔?jì)量器具的實(shí)際值是經(jīng)過高一級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)檢定或校準(zhǔn)的，而高一
級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際值又經(jīng)過更高一級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的檢定或校準(zhǔn)。這樣一級(jí)一級(jí)追溯上去，最
后與國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)或國(guó)際計(jì)量基準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值相聯(lián)系，這就是量值的傳遞與溯源。
    3．實(shí)現(xiàn)流量量值的統(tǒng)一和正確傳遞
    流量標(biāo)準(zhǔn)裝置是用于復(fù)現(xiàn)和傳遞流量量值的設(shè)備，是流量量值的來(lái)源。由于流量計(jì)量的
是在流動(dòng)過程中通過的流體量，而流體本身不能做成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)體來(lái)保存和傳遞量值，因
此流量量值只能借助于測(cè)量流量的裝置。這種擔(dān)任量值傳遞任務(wù)的裝置稱為流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。
因此，流量標(biāo)準(zhǔn)裝置最主要的任務(wù)是作為流量量值統(tǒng)一與傳遞的標(biāo)準(zhǔn)將流量量值正確地傳遞
給流量計(jì)，并保證我國(guó)各地區(qū)和各部門的量值統(tǒng)一在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)上。
    4．流量?jī)x表的性能研究
    各種流量計(jì)，從研制到投入使用，必須對(duì)其特性進(jìn)行研究，對(duì)其標(biāo)稱的流量性能進(jìn)行試
驗(yàn)，并給出試驗(yàn)結(jié)果。這些試驗(yàn)研究工作，都需要在流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上進(jìn)行。比如，通過試驗(yàn)
可以確定流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)、流量的范圍度及可承受的過載能力、儀表的可靠性與壽命、
重復(fù)性等。
    5．相關(guān)參數(shù)和流動(dòng)條件研究
    影響流量計(jì)特性的因素很多，除去儀表本身的設(shè)計(jì)參數(shù)和結(jié)構(gòu)外，流體的流動(dòng)特性、工
作狀態(tài)等都對(duì)流量計(jì)的計(jì)量性能產(chǎn)生影響。由于流量計(jì)的使用條件千變?nèi)f化，建立完全與使
用條件相一致的流量裝置是不現(xiàn)實(shí)的。比如，我們所建立的裝置運(yùn)行時(shí)的流體溫度、壓力、
密度、黏度等參數(shù)不可能與所有使用條件完全一致。因此，，必須選定其共性條件，建立標(biāo)準(zhǔn)裝
置，再運(yùn)用理論知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)流量計(jì)標(biāo)定時(shí)與使用條件差異造成的影響進(jìn)行修正，并分析
這一修正對(duì)流量?jī)x表準(zhǔn)確度產(chǎn)生的影響。流量?jī)x表的開發(fā)研究單位通過標(biāo)準(zhǔn)裝置試驗(yàn)可以研
究?jī)x表的動(dòng)態(tài)特性，以便對(duì)儀表進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，進(jìn)一步考慮儀表的適應(yīng)環(huán)境條件。通過研究參
比條件和實(shí)際使用條件之間的差異對(duì)儀表準(zhǔn)確度的影響，采用合理的介質(zhì)換算和修正的方法。
  6．其他
  (1)在計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行流量計(jì)的型式評(píng)價(jià)試驗(yàn)、性能試驗(yàn)研究工作，通過試驗(yàn)可
確定準(zhǔn)確度等級(jí)、流量的范圍度承受的過載能力、儀表的可靠性與壽命、重復(fù)性等計(jì)量特
性，是質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門進(jìn)行仲裁工作的手段。
    (2)制定國(guó)家（或企業(yè)）的標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)量檢定規(guī)程時(shí)，通過裝置研究測(cè)試方法并進(jìn)行數(shù)
據(jù)的驗(yàn)證。
    (3)進(jìn)行國(guó)內(nèi)外的比對(duì)工作，確定系統(tǒng)不確定度，修正量值。
    二、流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的分類
    流量標(biāo)準(zhǔn)裝置有很多種分類方法：
    (1)按測(cè)量方法分，有靜態(tài)法和動(dòng)態(tài)法。
    靜態(tài)法，就是測(cè)量在一定的時(shí)間內(nèi)，將介質(zhì)收集在一定的容器內(nèi)，待靜止后讀取容積值
或質(zhì)量值。
    動(dòng)態(tài)法，就是在流體介質(zhì)流動(dòng)過程中進(jìn)行定量測(cè)量的方法。
    (2)按計(jì)量器具分，有稱量法、容積法和標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)法。
    (3)按標(biāo)準(zhǔn)裝置分，有原始標(biāo)準(zhǔn)和傳遞標(biāo)準(zhǔn)。
    (4)按測(cè)量介質(zhì)分（水、氣、油或其他介質(zhì)），可以將裝置分為油裝置、水裝置和氣裝
置等。
    此外，還有模擬校驗(yàn)方法，如孔板、噴嘴的幾何尺寸校驗(yàn)等非實(shí)流的標(biāo)定方法。模擬校
驗(yàn)方法是在現(xiàn)有的理論和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，直接由尺寸測(cè)量來(lái)確定流量計(jì)計(jì)量性能的校驗(yàn)
方法。該方法要求流量計(jì)的生產(chǎn)符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。
    原始標(biāo)準(zhǔn)裝置（也稱原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)），是依據(jù)流量的基本定義予以實(shí)現(xiàn)的裝置，即以容積v
  或質(zhì)量m作為計(jì)量的依據(jù)，結(jié)合時(shí)間t的測(cè)量，可以得到容積流量或質(zhì)量流量。
    傳遞標(biāo)準(zhǔn)裝置（又稱次級(jí)標(biāo)準(zhǔn)）一般是使用通過原始標(biāo)準(zhǔn)流量裝置進(jìn)行量值傳遞的、
  具有良好重復(fù)性及穩(wěn)定性的一臺(tái)或一組的流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器，將標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)與被檢流量計(jì)串
  聯(lián)，比較其示值以實(shí)現(xiàn)流量計(jì)的校驗(yàn)的方法。它是原始標(biāo)準(zhǔn)流量裝置和現(xiàn)場(chǎng)工作流量計(jì)之間
  的中間環(huán)節(jié)，與工作流量計(jì)串聯(lián)，比較其流量示值以實(shí)現(xiàn)流量量值的傳遞和量值的統(tǒng)一。以
  此可以避免原始標(biāo)準(zhǔn)裝置的頻繁使用，保證原始標(biāo)準(zhǔn)的高準(zhǔn)確度。另一方面，在使用中，傳
  遞標(biāo)準(zhǔn)裝置要比原始標(biāo)準(zhǔn)裝置簡(jiǎn)單、方便，提高工效。
    流量標(biāo)準(zhǔn)裝置分類如圖5 -1所示。
    三、流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的基本原理
    流量是一個(gè)導(dǎo)出物理量。所謂流量，就是單位時(shí)間內(nèi)流過管道或明渠橫截面積的流體
  量。當(dāng)用流體流過的體積與時(shí)間之比表示流量時(shí)，稱為體積流量；當(dāng)用流體流過的質(zhì)量與時(shí)
  間之比表示流量時(shí)，稱為質(zhì)量流量。如果流體的流動(dòng)隨時(shí)間變化，被測(cè)流體的流量應(yīng)使用平
  均流量表示。所謂平均流量，就是在測(cè)量時(shí)間內(nèi)流量的平均值。

四、流量計(jì)量器具的量值傳遞
    流量計(jì)量器具量值傳遞系統(tǒng)框圖見圖5 -2。工作流量計(jì)應(yīng)向流量標(biāo)準(zhǔn)裝置溯源，傳遞
法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置應(yīng)向原始法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置溯源，原始法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置應(yīng)向基本量標(biāo)準(zhǔn)溯源。
在流量器具量值傳遞圖上每一級(jí)計(jì)量器具都可以向上一級(jí)計(jì)量器具溯源，也可以直接向更高
級(jí)的計(jì)量器具溯源。量值溯源的基礎(chǔ)是不確定度分析合理，一般來(lái)講，上一級(jí)計(jì)量器具的不
確定度應(yīng)小于下一級(jí)計(jì)量器具不確定度的1/2。
    國(guó)家液體流量計(jì)量基準(zhǔn)器具是一套原始法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。液體流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具是由
傳遞標(biāo)準(zhǔn)器、液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置、體積管和標(biāo)準(zhǔn)表法液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置組成的。原始法液體
流量標(biāo)準(zhǔn)裝置和體積管的量值是由質(zhì)量或體積、密度、時(shí)間而來(lái)，并由傳遞標(biāo)準(zhǔn)器通過傳遞
或比對(duì)的方式與國(guó)家液體流量計(jì)量基準(zhǔn)器具相聯(lián)系。標(biāo)準(zhǔn)表法液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的量值是由
國(guó)家液體流量計(jì)量基準(zhǔn)器具、原始法液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置或體積管傳遞而來(lái)。液體流量工作計(jì)
量器具指各種液體流量計(jì)（含速度面積法液體流量裝置），其量值是由國(guó)家液體流量計(jì)量
準(zhǔn)器具或液體流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具傳遞而來(lái)。
    檢定系統(tǒng)分三部分：計(jì)量基準(zhǔn)、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和工作計(jì)量器具。三部分的關(guān)系表示在檢定系
統(tǒng)表框圖中。為了保證量值的準(zhǔn)確一致，各級(jí)計(jì)量器具應(yīng)按照檢定系統(tǒng)規(guī)定的技術(shù)等級(jí)進(jìn)行
周期檢定。
  五、流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的發(fā)展
  可以看到，流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的研究和應(yīng)用是流量計(jì)量和測(cè)試技術(shù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，得到了
各國(guó)普遍的重視，相繼研究建立了種類繁多的流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，并在裝置的技術(shù)指標(biāo)、特性等
方面進(jìn)行了深入的研究。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織、國(guó)際法制計(jì)量組織等機(jī)構(gòu)也相繼頒布了相關(guān)的國(guó)
際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際建議。主要發(fā)達(dá)國(guó)家國(guó)內(nèi)、國(guó)與國(guó)之間、區(qū)域計(jì)量組織也都組織了不同范圍的
流量裝置比對(duì)，以研究量值統(tǒng)一的技術(shù)問題。
    雖然在流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的研究和建立上已有很大進(jìn)展，但近年來(lái)由于天然氣、液化石油氣
等新能源的普遍使用，社會(huì)對(duì)大水流量計(jì)量要求的提高等對(duì)流量裝置又提出了新的要求。因
此，建立正壓法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，建立大流量標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，提高裝置準(zhǔn)確度水
平，研究黏度、壓力、溫度等參數(shù)對(duì)流量計(jì)的影響等成為流量標(biāo)準(zhǔn)裝置發(fā)展的方向。