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一、流量標準裝置的作用
    1．量值傳遞概念
    量值傳遞即是通過對計量器具的檢定或校準，將國家基準所復(fù)現(xiàn)的計量單位量值通過標
準逐級傳遞到工作用計量器具，以保證量值的準確和一致的過程。
   流量計的準確度涉及流量量值傳遞的知識。流量標準裝置作為流量單位量值的統(tǒng)一與傳
遞的標準，確保我國各地區(qū)和各部門的流量量值統(tǒng)一在一個量值標準上。
    流量是不存在實物標準的導(dǎo)出量，它由基本量（長度、質(zhì)量、時間等）在特定條件下
綜合得出，量值的實物標準（稱為原始標準）實際上就是一套原始流量標準裝置，它是需
要在特定條件下由基本量（長度、質(zhì)量、時間等）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作為計量的依據(jù)，結(jié)合時間t的測量，可以得到體積流量或質(zhì)
量流量。然后把量值傳遞給一臺或一組流量計，稱為工作基準或傳遞標準，用傳遞標準
（量值的載體）向下一級標準（亦為流量標準裝置）傳遞流量量值。借助于傳遞標準把全國
的流量量值統(tǒng)一（一致）起來。國際間的流量量值的統(tǒng)一是用國際間的裝置比對來達到的。
    在各類檢測參數(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，因為流量
量值有以下特點：
    (1)流量是自然界不存在實物標準的導(dǎo)出量，需在特定條件下由基本量（長度、質(zhì)量、
時間、溫度等）合成。
    (2)流量是一個動態(tài)量，它是一個只有當流體發(fā)生運動時才實際存在的物理量，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、旋渦運動等，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，因此用于校驗的介質(zhì)最好就是使
用介質(zhì)，但介質(zhì)有千萬種，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)時必須考慮該因素的影響。
    (5)流量量值基準與工作儀表的準確度差別不可能太大，它們的數(shù)量級差別不像基本
量或其他導(dǎo)出量那么大，量值傳遞時標準的誤差一般不能忽略，校準流量計時，誤差的估算
較復(fù)雜。
    (6)由基準向工作儀表傳遞量值時，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)流量量值準確度不高，原因在于其導(dǎo)出量是動態(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，使測量結(jié)果或標準能夠與規(guī)定的計量
標準（通常是與國家基準或國際基準）聯(lián)系起來的特性，應(yīng)注意：
    (1)此概念常用形容詞“可溯源的”來表達。
    (2)這條不間斷的比較鏈稱為溯源鏈。
    因此，在計量檢定、校準過程中，通過將高一等級的計量標準復(fù)現(xiàn)的基準作為實際值，
用它來檢定或校準有關(guān)量的其他低等級的計量標準或計量器具或為其定值，這一過程稱為量
值傳遞。而量值溯源是量值傳遞的逆過程，即被計量的量值能與國家計量基準或國際計量基
準所復(fù)現(xiàn)的量值聯(lián)系。也就是說，用工作計量器具測量所得量值的誤差或誤差范圍是在規(guī)定
的范圍內(nèi)。這是因為工作計量器具的實際值是經(jīng)過高一級的計量標準檢定或校準的，而高一
級計量標準的實際值又經(jīng)過更高一級的計量標準的檢定或校準。這樣一級一級追溯上去，最
后與國家計量基準或國際計量基準所復(fù)現(xiàn)的量值相聯(lián)系，這就是量值的傳遞與溯源。
    3．實現(xiàn)流量量值的統(tǒng)一和正確傳遞
    流量標準裝置是用于復(fù)現(xiàn)和傳遞流量量值的設(shè)備，是流量量值的來源。由于流量計量的
是在流動過程中通過的流體量，而流體本身不能做成一個標準的實體來保存和傳遞量值，因
此流量量值只能借助于測量流量的裝置。這種擔(dān)任量值傳遞任務(wù)的裝置稱為流量標準裝置。
因此，流量標準裝置最主要的任務(wù)是作為流量量值統(tǒng)一與傳遞的標準將流量量值正確地傳遞
給流量計，并保證我國各地區(qū)和各部門的量值統(tǒng)一在一個標準上。
    4．流量儀表的性能研究
    各種流量計，從研制到投入使用，必須對其特性進行研究，對其標稱的流量性能進行試
驗，并給出試驗結(jié)果。這些試驗研究工作，都需要在流量標準裝置上進行。比如，通過試驗
可以確定流量計的準確度等級、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)和流動條件研究
    影響流量計特性的因素很多，除去儀表本身的設(shè)計參數(shù)和結(jié)構(gòu)外，流體的流動特性、工
作狀態(tài)等都對流量計的計量性能產(chǎn)生影響。由于流量計的使用條件千變?nèi)f化，建立完全與使
用條件相一致的流量裝置是不現(xiàn)實的。比如，我們所建立的裝置運行時的流體溫度、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，建立標準裝
置，再運用理論知識或經(jīng)驗數(shù)據(jù)對流量計標定時與使用條件差異造成的影響進行修正，并分析
這一修正對流量儀表準確度產(chǎn)生的影響。流量儀表的開發(fā)研究單位通過標準裝置試驗可以研
究儀表的動態(tài)特性，以便對儀表進行合理設(shè)計，進一步考慮儀表的適應(yīng)環(huán)境條件。通過研究參
比條件和實際使用條件之間的差異對儀表準確度的影響，采用合理的介質(zhì)換算和修正的方法。
  6．其他
  (1)在計量技術(shù)機構(gòu)進行流量計的型式評價試驗、性能試驗研究工作，通過試驗可
確定準確度等級、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)性等計量特
性，是質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門進行仲裁工作的手段。
    (2)制定國家（或企業(yè)）的標準和計量檢定規(guī)程時，通過裝置研究測試方法并進行數(shù)
據(jù)的驗證。
    (3)進行國內(nèi)外的比對工作，確定系統(tǒng)不確定度，修正量值。
    二、流量標準裝置的分類
    流量標準裝置有很多種分類方法：
    (1)按測量方法分，有靜態(tài)法和動態(tài)法。
    靜態(tài)法，就是測量在一定的時間內(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。
    動態(tài)法，就是在流體介質(zhì)流動過程中進行定量測量的方法。
    (2)按計量器具分，有稱量法、容積法和標準流量計法。
    (3)按標準裝置分，有原始標準和傳遞標準。
    (4)按測量介質(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，還有模擬校驗方法，如孔板、噴嘴的幾何尺寸校驗等非實流的標定方法。模擬校
驗方法是在現(xiàn)有的理論和經(jīng)驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，直接由尺寸測量來確定流量計計量性能的校驗
方法。該方法要求流量計的生產(chǎn)符合相關(guān)的標準。
    原始標準裝置（也稱原級標準），是依據(jù)流量的基本定義予以實現(xiàn)的裝置，即以容積v
  或質(zhì)量m作為計量的依據(jù)，結(jié)合時間t的測量，可以得到容積流量或質(zhì)量流量。
    傳遞標準裝置（又稱次級標準）一般是使用通過原始標準流量裝置進行量值傳遞的、
  具有良好重復(fù)性及穩(wěn)定性的一臺或一組的流量計作為標準器，將標準流量計與被檢流量計串
  聯(lián)，比較其示值以實現(xiàn)流量計的校驗的方法。它是原始標準流量裝置和現(xiàn)場工作流量計之間
  的中間環(huán)節(jié)，與工作流量計串聯(lián)，比較其流量示值以實現(xiàn)流量量值的傳遞和量值的統(tǒng)一。以
  此可以避免原始標準裝置的頻繁使用，保證原始標準的高準確度。另一方面，在使用中，傳
  遞標準裝置要比原始標準裝置簡單、方便，提高工效。
    流量標準裝置分類如圖5 -1所示。
    三、流量標準裝置的基本原理
    流量是一個導(dǎo)出物理量。所謂流量，就是單位時間內(nèi)流過管道或明渠橫截面積的流體
  量。當用流體流過的體積與時間之比表示流量時，稱為體積流量；當用流體流過的質(zhì)量與時
  間之比表示流量時，稱為質(zhì)量流量。如果流體的流動隨時間變化，被測流體的流量應(yīng)使用平
  均流量表示。所謂平均流量，就是在測量時間內(nèi)流量的平均值。

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