自来水流量计校准实验具体实施
   本系统采用标准表比较法，具体的实施过程与实验结果如下所述。
   5．4．1标准表比较法实验装置
   本文所用实验装晟如图5—4所示，Vl、V2为在标准孔板流量计前的阀门， 用于调节流速大小，电磁流量计1为管径是15mm的标准表，电磁流量计2为管径是40mm的标准表，标准表的zui大误差O．11％，*符合上文所提等精度传递的要求。被校表为本文设计的电磁流量转换器配合某厂家传感器，传感器管径为25mm，实物图见图5—5。实验介质为水，操作温度为室温。此装置zui大标定流量为3．5m3／h。图5—4实验装置示意图图5—5转换器实物图
  5．4．2标准表比较法实验目标流速点需要阀门控制的实际瞬时流速点以及对应的标准表(样机传感器管径为25mm)显示的瞬时流量见表5—3，计算公式为F=V×3．1415926×O．025×O．025 ×3600／4。V为标准流速，单位为m／s；F为需要标准表显示流速，单位为m3／11。表5-3目标流速与流量对应表标准流速V(m／s) 需要标准表显示流速F(m3m) 0、1 O．1767 0．2 0．3534 0．3 0．5301 0．4 0．7069 0，5 0．8836 0 6 1．0603 0 7 1．2370 0 8 1．4137 0．9 1．5904 1 1．7671 
  5．4．3标准表比较法实验数据
  (1)实验数据表格
  表5—4实验数据l标准表流速Vs(mts) 标准表累积流量Qs(L) 样机累积流量Qm(L) 0 0979 25．93 23．0277 0．2065 48．38 48．6889 0．3022 73．10 73．6022 0．4040 98．97 99．6328 0．4991 117．66 l 18．2746 0．5981 156．88 157．9328 0．6983 159。54 160．5734 0．8024 191．96 193．3001 0 8975 217．02 218．0032 1，0010 226．13 227．1045 标准表流速Vs(m／s) 标准表累积流量Qs(L) 样机累积流量Qm(L) 01002 22．59 23．012l 0．2026 41．05 40．1199 O．2914 68．60 69．6746 0 3967 93．31 93．88310 5019 114．76 1 14．9521 0．6106 141．17 142 4448 0 7023 164．32 165．1533 0 7996 194．09 195．0533 0．9003 209．03 210 0557 标准袭流速Vs fm／s) 标准表累积流量Qs(L) 样机累积流量Qm(L) 0．】019 26．58 26．7065 O．1992 37．71 37．7733 0 3039 71．64 72．0102 0．4035 80．34 80．9903 0．4946 109．94 109．7839 0．5964 121．93 122．8301 0．7011 151．26 152．215 O，8019 162．11 163．0749 0．9077 195．80 196．9133 0．9948 204．75 205．71 标准表流速Vs(m／s) 标准表累积流量Qs(L) 样机累积流量Qm(L) 0．1053 19．97 20．4762 01975 38．49 38．8202 0．2977 63．60 63．9148 0．3967 83．76 84．1068 0．5053 112．37 112．9144 0．5953 133．02 133．7166 0．7017 148．51 149．3296 0．7968 155．14 155．4076 0 8992 172．49 174．0909 O．9982 217．78 218．7707 标准表流速Vs(m／s1 标准表累积流量Qs(L) 样机累积流量Qm(L) 0．0990 19．31 19．2142 }0 1981 38．82 38．4599 0 2909 57．67 57．9713 【0 3967 74．43 75．122l 0．5076 97．49 98．3982 0．6078 119．56 120．2142 0．7057 139．72 140．5801 0．8086 165．08 166．1169 0．9133 181．70 182．6468
   (2)实验数据线性拟合图
   图5--6为累积流量线性拟合图(x为样机累积流量，Y为标准表累积流量即目标累积流量，第1，2组数据拟合出的直线，剩下的数据来验证) 图5—6累积流量线性拟合图
   (3)根据数据线性拟合求出精度表格，即用拟合出直线公式算出样机测量流量与实际流量的偏差。校正后样机累积流量Qc=Qm×O．995-o．0692： 校正后样机累积流量误差Bq=(Qc-Qs)／QsX 100％。Qc为校正后样机累积流量，单位为L；Qm为样机累积流量，单位为L；Qs 为样机累积流量，单位为L。表5—5实验误差表标准表流标准表累计流量校正后样机累计流量校正后样机累积流量误差速Vs(m／s) Qs(L) Qc(L) Bq 0．0979 25．93 22 5449 一13．0547％ 0．2065 48．38 48．1266 一0．5238％ 0，3022 73．10 72．9626 ．0。1879％ 0 4040 98+97 98 9125 ．0．0581％ 0 4991 117．66 1 17．4965 ．0．1389％ 0．5981 156．88 157．03 18 0 0968％ 0，6983 159．54 159．6642 0 0779％ 0 8024 191．96 192．2895 0．17】6％ 0．8975 217．02 216．9160 ．0．0479％ 1．0010 226．13 225。989l ．0．0623％ 标准表流标准表累计流量校正后样机累计流量校正后样机累积流量误差速Vs(rrds】Qs(L) Qc(L) Bq 0．1002 22．59 22．5294 —0．2684％ 0 2026 41．05 39．5841 ．3 5709％ 0．2914 68．60 69．0472 O．6519％ O 3967 93．31 93，1807 -0．1386％ 0．6106 141．17 141 5918 0．2988％ 0 7023 164．32 164．2299 ．0 0548％ 0．7996 194．09 194．0372 ．O．0272％ 0 9003 209．03 208．993 1 ．0．0176％ 标准表流标准表累计流量校正后样机累计流量校正后样机累积流景误差速Vs(m／s) Qs(L) Qe(L) Bq 01019 26．58 26．2123 ．1．3833％ 0．1992 37 71 37．2448 ．1 2336％ 0．3039 71．64 71．3756 ．0．369l％ 0 4035 80．34 80．3278 ．0．0151％ 0 4946 109．94 110．0291 0．0810％ O．5964 121．93 122．0379 0．0885％ 0．7011 151．26 l 5l 3317 0 0474％ 0．8019 162。1l 162．1580 0。0296％ 0．9077 195．80 195．8915 0 0467％ 0．9948 204．75 204．6609 ．0．0435％标准表流标准表累计流量校正后样机累计流量校正后样机累积流量误差速Vs(m／s) Qs(L) Qc(L) Bq 0．1053 19．97 20．0013 0．1569％ O．1975 38．49 38，2885 ．0．5236％ 0．2977 63．60 63．3053 ．0．4634％ 0．3967 83．76 83．4347 -0。3884％ 0．5053 112．37 112．1530 ．0．1931％ 0 5953 133．02 132．8907 ．0．0972％ 0 7017 148．51 148．4553 ．0．0368％ 0 7968 155．14 154．5144 一0．4032％ 0．8992 172．49 173．1398 0．3767％ 0．9982 217．78 217681l ．0．0454％ 标准表流标准表累计流量校正后样机累计流量校正后样机累积流量误差速Vs(m／s) Qs(L) Qc(L) Bq 0．0990 19．31 20．0013 0．1569％ 0．1981 38．82 38，2885 一0．5236％ 0．2909 57．67 63，3053 一0．4634％ 0．3967 74．43 74．4778 0．0643％ 0 5076 97．49 97．6818 0．1967％ 0，6078 119．56 1 19．430l -O．1086％ 0，7057 139．72 139．7329 0 0092％ 0．8086 165．0S 165．1905 0．0670％ 0 9133 181．70 181．6692 ．0．叭70％ 0 9909 203．00 202．8140 ．0．0916％ 
   (4)关于误差的讨论重复性是检测系统zui基本的技术指标，是其他各项指标的前提和保证。重复性的定义是在同一条件下，对同一被测量，同一方向，多次重复测量，得到的测量数据的差异程度。此差异程度对于同一被测量值，是指各次测量数值的偏差程度；而对于不同被测数值，是指各次测量曲线的偏差程度，也就是测量数据的分散性。重复性误差表征量为标准差o，计算公式为： 式中：Y，一测量输出值，i=1，2，.，In_ Y～输出值的平均值。o大，则分散性大；反之亦然。重复性误差R的定义为： R=A 0 R／0 n×100％ (5—5) A 0 R～同一实验点上几次测量的实际输出信号值之间的zui大差值，o n 为输出测量值的平均值。表5—4为样机实验数据的重复性误差表，每个实验点有5组数据。表5—6实验重复性误差表标准流速点V(m／s) 样机重复性*．1 ±1．0107％ 0．2 ±1．5610％ O．3 ±0．0955％ 0．4 ±0．2562％ O．5 ±0．3799％ 0．6 ±0．1884％ 0．7 ±0．0699％ O．8 ±0．2615％ 0．9 ±0．2361％ 1．0 ±0．0231％ 由结果可以看出流速在O．3m／s以上时，重复性误差为±0．3799％，说明此样机仍然需要在重复性上加以改进。
  (5)非线性校正
   就*章中所提到的电磁流量计的工作原理的公式(式1—4和式1—5)， 是在一定的条件下才能成立。它假定： 首先，假设磁场恒定不变，而且是均匀分布的。此假设成立，则可以忽略导电液体在磁场中运动所产生的感生电流对磁场分布的影响以及这一感生电流与电磁力相互作用对液体流动速度的影响。这两种效应在测量液体金属时是不可忽略的。
  其次，假设被测液体的流速为轴对称分布，而且液体中的感生电流与电场对称，且平行于液体的轴向。再次，假设液体的导电率是均匀和各向同性的，且不受电场或液体流动的影响。
   zui后，假设被测液体是非磁性的，并且它的磁导率肛与真空磁导率¨。一致， 这样可忽略液体磁性与工作磁场间相互作用对流量测量的影响。也就是说只有满足上述条件才可以认为感应电动势u与瞬时体积流量q、，成正比，且*是线性关系。我们实验的介质是水平管段的自来水，因此后三点的假设条件均满足要求。所以需要讨论的是磁场是否是恒定不变的，而磁场分布取决于传感器的设计和制造。事实上，目前市场上所生产的电磁流量传感器设计虽然是本着使测量关系为线性的原则，但不能保证制造出来的传感器的感应信号没有非线性。因而引入多段非线性补偿有助于提高整个测量系统的精度。多段非线性补偿在计算瞬时流速进行补偿，简单的说就是用多段折线来代替直线进行校正。将有助于提高测量系统的精度。
   5．4．4标准表比较法实验结果分析
   此样机在O．3m／s至lm／s流速段处用一条直线来拟合即可，在流速为0。3m／s 以上时(去除测量错误点后)相对误差为O．46％。说明如下：任取2组数据拟合直线，剩下3组验证，或者任取3组数据拟合直线，剩下2组验证，此转换器在O，3m／s至lm／s流速段处用一条直线来拟合，精度可达0．5％。
   5．5本章小结
   本章首先对系统模块性能进行测试，然后介绍系统整体测试的方法以及智能电磁流量计的校验方法，讨论关于等精度传递的概念并在实际实验中应用，zui后分丰厅了实验数据，给出实验结论。