Page 91 - 標檢局雙月刊198期

二、本文 V  q m tZ m R T m /(P m M ) s  (C A * C * P 0 / R T 0 / M )tZ m R T m /(P m M ) d (一) 音速噴嘴檢定系統量測原理  (C A * C * P 0 R /(MT 0 ) ) tZ m T m / P m d 音速噴嘴之量測原理，係利用噴嘴下游壓力與上游壓力比，低於某一臨界值 f (C d , A * ,C * ,P 0 ,T 0 ,T m ,P m ,R ,M t , , Z m )......... .......... .......... .......... .......... ) 3 ( 時，產生所謂滯塞 (Choke) 現象，此時流經噴嘴喉部之流速為音速，且下游壓 力擾動不會傳至上游。其質量流率可以(1)式計算。 (二) 檢定系統不確定度分析評估 ** R C Cq q M T P A .......... .......... .......... .......... .......... .......... ...( ) 1 通過膜式氣量計標準體積的不確定度評估，依照 ISO 指引 (Guide to the C m d mth d o o Expression of Uncertainty in Measurement) 所提出的方法來計算其相對組合標準不 ℞ᷕ C :枛忇☜◜㳩↢Ὢ㔠ˤ d 其中 C d：音速噴嘴流出係數。 * 確定度 (combined standard uncertainty)。根據不確定度傳播定律，V s 值的量測不 * A ：音速噴嘴喉部截面積，使用噴嘴標稱直徑計算求得，可視為常數。 確定度可推導表示如下： * C ：音速噴嘴臨界流函數(Critical Flow Function)，為噴嘴上游氣體溫度和壓 u c (V s ) 力之函數。  f  2  f *  2  f *  2  f  2  f  2 )  {   u (C d    * u (A )   * u (C )    u (P 0     u (T 0  ) ) P 0：音速噴嘴上游氣體的絕對壓力，使用單位為 kPa。  C d   A   C   P 0   T 0   T 0：音速噴嘴上游氣體的溫度，須為絕對值，使用單位為 K。   f u (P m  2   f u (T m   2   f u (R )  2   f u (M )  2   f u t ) (   2 ) )        3 R ：萬有氣體常數，其值為 8.314471 Pa‧m /mol‧K。  P m   T m   R   M   t  M：空氣分子量，其值定為 0.028964 kg/mol，視為常數。   f u (Z m   2 } 2 / 1 .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ........( ) 4  )   Z m  音速噴嘴應用於膜式氣量計之檢定時，係利用壓力調節閥調整噴嘴上游壓 * 其中 A , R , M 為固定常數，不確定度為 0。因此可簡化為 力，產生所需穩定之質量流率通過受檢膜式氣量計，並利用氣量計銀線反射光電 開關觸發計時裝 置，進行收集時間量測，其起始期間通過膜式氣量計之標準體 u c (V s )  {  u (C d )   2   u (C * )   2   u (P 0 )   2   u (T 0 )   2   u (P m )   2      積 V s，依據 q m 值和收集時間值 t (使用單位為 s)，及受檢氣量計出口溫度與入口 V s   C d     C *     P 0     2T 0    P m   壓力計算如下： R Z qV (PTt mm m ms M )......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ........( ) 2   u (T m )    2   u (t )   2   u (Z m )    2 } 1/2 .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ...( ) 5      )......... .......... (PTt V M Z : 兄⺷㯋慷妰ℏ悐㯋橼䘬⡻䷖Ὢ㔠ˤ .......... .......... .......... .......... .......... ........( ) 2  T m   t   Z m  .......... R Z qm mm m ms T : 兄⺷㯋慷妰↢⎋㯋橼㹓⹎炻枰䁢䳽⮵ῤ炻ἧ䓐╖ỵ䁢Kˤ m Z m：膜式氣量計內部氣體的壓縮係數。 (三) 結果與討論 P : 兄⺷㯋慷妰ℍ⎋㯋橼⡻≃炻枰䁢䳽⮵ῤ炻ἧ䓐╖ỵ䁢kPaˤ m T m：膜式氣量計出口氣體溫度，須為絕對值，使用單位為 K。 校正系統各量測變數的量測標準不確定度以及自由度，評估說明如下。 䓙⺷(1)␴(2)忚埴㍐⮶炻ẍ枛忇☜◜㩊⭂兄⺷㯋慷妰㗪炻℞V ῤ䘬妰䬿⺷⤪ᶳ烉 s P m：膜式氣量計入口氣體壓力，須為絕對值，使用單位為 kPa。 u (C d ) (1) 流出係數之相對標準不確定度— 由式(1)和(2)進行推導，以音速噴嘴檢定膜式氣量計時，其 V s 值的計算式如 C d Case 1：CMS/d=1.307 mm 下： 84 Bureau of Standards, Metrology and Inspection 198 85