對靜態(tài)質(zhì)量法水流量標準裝置提出電子秤并聯(lián)使用的設(shè)想，通過理論分析和實驗驗證，兩臺電子秤并聯(lián) 使用時換向器的不確定度介于兩個換向器單獨使用的不確定度之間；兩臺電子秤并聯(lián)使用和一臺電子秤單獨使 用對同一流量計同一流量點的儀表系數(shù)進行測量，偏差小于相應(yīng)準確度等級的重復(fù)性。理論分析和實驗結(jié)果表 明，靜態(tài)質(zhì)量法水流量標準裝置的電子秤并聯(lián)使用可以增加裝置的檢定流量，且不改變裝置的不確定度。

電子秤和換向器是靜態(tài)質(zhì)量法水流量標準裝 置的重要組成部分。電子秤是工作標準，根據(jù)在 實測時間間隔內(nèi)稱重容器收集到的通過換向器進 入其中的水在靜止狀態(tài)下的質(zhì)量，從而計算出流 量。換向器用來引導(dǎo)水流流向稱重容器或者流向 旁路而不改變回路中的流量。靜態(tài)質(zhì)量法水流量 標準裝置一般有多臺電子秤，電子秤的最大秤量 決定裝置的最大檢定流量，若無法使用更大秤量 的電子秤時，可以考慮將兩臺電子秤并聯(lián)使用增 加裝置的檢定流量的可行性。

1.電子秤并聯(lián)使用方式

圖1是兩臺電子秤并聯(lián)使用示意圖，即流過 被檢流量計后的水，分成兩路分別進入兩臺電子 秤上的稱重容器，將被檢流量計的輸出與兩個稱 重容器在測量時間內(nèi)收集到的水在靜止狀態(tài)下的 質(zhì)量之和或按密度計算出的體積之和相比較，從 而確定被檢流量計的計量性能。兩臺電子秤并聯(lián)微流量計圖1兩臺電子秤并聯(lián)使用示意圖

使用的關(guān)鍵是兩個換向器同時動作的不確定度能 否滿足整套裝置不確定度的要求。

2.換向器工作原理

圖2是換向器工作過程示意圖。首先，流過 被檢流量計的水流經(jīng)換向器的導(dǎo)流器后進入旁路, 如圖2 (a)位置，待所需流量穩(wěn)定后，操作換向 器，噴嘴開始逆時針轉(zhuǎn)動，經(jīng)過圖2 (b)、(c)、 (d)各位置后，在圖2 (e)位置時停止轉(zhuǎn)動，換 向器將水流引入稱重容器。達到預(yù)定的水量或時 間或脈沖數(shù)后，再次操作換向器，噴嘴從圖2 (e) 位置開始順時針轉(zhuǎn)動，經(jīng)過圖2 (d)、(c)、(b) 各位置后，在圖2 (a)位置時停止轉(zhuǎn)動，換向器 將水流引回旁路，完成一次檢定。

3.換向器的換向時間和不確定度來源

理想換向過程為噴嘴的幾何中心與導(dǎo)流器的 幾何中心共線，即噴嘴轉(zhuǎn)動到圖2 (c)位置時啟 動和停止計時/計數(shù)。圖3是理想換向過程稱重容 器的流量一時間曲線圖。

噴嘴從圖2 (a)位置轉(zhuǎn)動到圖2 (b)位置和 從圖2 (d)位置轉(zhuǎn)動到圖2 (e)位置的過程中， 水流仍然在原通道中流動，為換向器的無效行程， 反之亦然。噴嘴只有從圖2 (b)位置轉(zhuǎn)動到圖 2 (d)位置和從圖2 (d)位置轉(zhuǎn)回到圖2 (b)位 置時才能改變水流方向，為換向器的有效行程。 噴嘴從圖2 (b)位置轉(zhuǎn)動到圖2 (d)位置（對應(yīng)圖3理想換向過程稱重容器的 流量一時間曲線圖

圖3中4^B)所需的時間為換向器的換入時間 t入,噴嘴從圖2 (d)位置轉(zhuǎn)動到圖2 (b)位置 (對應(yīng)圖3中所需的時間為換向器的換出 時間化。

理想換向過程測量時間內(nèi)稱重容器收集到的 水的質(zhì)量m秤為圖3中梯形ABCD的面積，即 m秤=S梯形ABCD，因為在圖2 ( c)位置時啟動（圖3 中E點）和停止（圖3中F點）計時/計數(shù)，而 EF和分別是梯形ABCD的中位線和高，即

S梯形=qm ^ t，所以 m^ = qm ^ t。

測量時間內(nèi)流進稱重容器內(nèi)的水的理論值m理為圖3中矩形4B1C1D1的面積，即m理=S^A1B1C1D1，而?A1B1C1D1 = qm ?t，由此可見'理想 換向過程測量時間內(nèi)稱重容器收集到的水的質(zhì)量

m秤一m理。

換向器實際工作時，并不是在圖2 (c)位置 時開始和停止計時/計數(shù)。噴嘴由圖2 (a)向圖 2 (e)轉(zhuǎn)動時，在圖2 (b)位置時開始計時/計 數(shù)；噴嘴由圖2 (e)向圖2 (a)轉(zhuǎn)動時，在圖2 (d)位置時停止計時/計數(shù)。實際換向過程稱重容

圖4實際換向過程稱重容器的流量一時間曲線圖

實際換向過程測量時間內(nèi)稱重容器收集到的 水的質(zhì)量為：

此即JJG164一2000《液體流量標準裝置》中換向 器的B類不確定度評定。

GB/T 17613. 1 一1998《用稱重法測量封閉管 道中的液體流量裝置的檢驗程序第1部分：靜 態(tài)稱重系統(tǒng)》中規(guī)定：把換向器從圖2 (a)位置 轉(zhuǎn)到圖2 (e)位置的時間作為換向器的換入時間 t入（對應(yīng)圖5中EW,換向器從圖2 (e)位置 轉(zhuǎn)到圖2 (a)位置的時作為換向器的換出時間

兩臺電子秤并聯(lián)使用時，設(shè)進入兩臺電子秤 的流量分別為h和qm，兩個換向器在相應(yīng)流量下 的換向時間分別為t入1、t出1、t入2、t出2 ,兩個換向 器同時工作的換入時間為t入，換出時間為兩 個換向器同時動作過程稱重容器的流量一時間曲 線如圖6所示。

4試驗數(shù)據(jù)

試驗設(shè)備：某靜態(tài)質(zhì)量法水流量標準裝置， 電子秤1的最大稱量=6 000 kg,檢定分度值為 1 kg,對應(yīng)換向器1；電子秤2的最大稱量= 1 500 kg,檢定分度值為100 g,對應(yīng)換向器2；

4.1換向器的不確定度

依據(jù)JJG 164—2000《液體流量標準裝置》中 的流量計檢定法對換向器進行檢定，流量計為裝 置上的標準表（DN150電磁流量計），換向次數(shù) m =10,重復(fù)次數(shù)n = 10。

時間差計算公式各變量含義如表1所示，計 算公式為: