Hình 4 - Hệ số lưu lượng C_e = a + a' (h/p)

Đối với các trị số b/B trung gian, công thức C_e có thể xác định được bằng nội suy.

9.6.1.3. Giới hạn thực tế của h/p, h, b và p

Giới hạn thực tế được đặt ra đối với tỷ số h/p nhằm giảm sai số đo cột áp do ảnh hưởng của sóng trào đột ngột trong đoạn kênh dẫn thượng lưu xuất hiện khi h/p có giá trị lớn hơn.

Giới hạn đặt ra cho h nhằm tránh ảnh hưởng của hiện tượng “bó” ngọn nước, xuất hiện khi cột áp quá thấp.

Giới hạn đặt ra cho b vì độ không đảm bảo do phụ thuộc các hiệu ứng liên hợp độ nhớt và sức căng bề mặt, thể hiện qua độ lớn của hệ số k_b khi trị số của b rất nhỏ.

Giới hạn đặt ra cho p và (B-b) nhằm tránh sự bất ổn định do sự xuất hiện của dòng chảy xoáy trong các góc giữa đường bao của kênh và thành đập tràn khi p và (B - b) có trị số nhỏ.

Trong thực tế, một cách thận trọng có thể chọn các trị số giới hạn cho công thức Kindsvater-Carter như sau

...

...

...

b) h ³ 0,03 m;

c) b ³ 0,15 m;

d) p ³ 0,10m;

e) hoặc là (B-b)/2 = 0 (cho đập tràn đỉnh rộng), hoặc là (B-b)/2 ³ 0,10 m (cho đập tràn co hẹp).

9.6.2. Công thức SIA

Biểu thức SIA (Hiệp hội kỹ thuật và kiến trúc-Société suisse dé ingénieurs et architectes) cho đập tràn thành mỏng hình chữ nhật tiêu chuẩn là

                                            (13)

Trong đó:

(14)

...

...

...

a) h/p £ 1,0;

b) b/B ³ 0,3;

c) 0,025 B/b £ h £ 0,80 m;

d) p ³ 0,30 m.

Đối với đập tràn đỉnh rộng, công thức (14) có dạng rút gọn:

                       (15)

9.7. Đẳng thức cho đập tràn đỉnh rộng (b/B = 1,0)

Ngoài các đẳng thức (5) và (15), giới hạn áp dụng cho trường hợp khi b/B = 1,0 trong Kindsvater- Carter và đẳng thức SIA đối với đập tràn thành mỏng tiêu chuẩn, các công thức bổ sung dưới đây được khuyến cáo chỉ áp dụng khi b/B = 1.

9.7.1. Công thức Rehbock

...

...

...

                                            (16)

trong đó:                      C_e = 0,602 + 0,083 h/p                                       (17)

h_e = h + 0,0012                                                  (18)

Giới hạn thực tế áp dụng cho công thức Rehbock như sau:

a) h/p £ 1,0;

b) 0,03 m < h < 0,75 m;

c) b ³ 0,30 m;

d) p ³ 0,10 m.

9.7.2. Công thức IMFT

...

...

...

                                              (19)

trong đó:

                                            (20)

V_a là vận tốc trung bình trong đoạn kênh dẫn thượng lưu, V_a = Q/A_a ;

A_a là diện tích mặt cắt dòng chảy tại khu vực đo cột áp, m².

Hình 5 - Độ lớn của k_b phụ thuộc vào b/B

vì V_a là hàm số của Q, phải được tính bằng phương pháp xấp xỉ tiệm cận.

Giới hạn thực tế áp dụng cho công thức IMFT là:

...

...

...

b) h ³ 0,03 m;

c) b ³ 0,20 m;

d) p ³ 0,10 m.

9.7.3. Công thức JIS

Công thức JIS (Japanese Industrial Standard JIS 8302) có dạng sau:

Q = C.b.h^3/2

Trong đó:

e = 0                 khi p £ 1 m

...

...

...

Giới hạn thực tế áp công thức JIS là như sau:

a) h/p £ 0,667;

b) 0,03 m < h < 0,80 m và h £ b/4;

c) b ³ 0,50 m;

d) 2,50 m < p < 0,30 m.

Công thức tính lưu lượng nước của JIS được khuyến cáo sử dụng trong trường hợp chiều dài hiệu dụng của đoạn kênh thượng lưu đã được rút ngắn do sử dụng thiết bị nắn thẳng dòng.

9.8. Độ chính xác của hệ số lưu lượng - Đập tràn hình chữ nhật

Độ chính xác đo lưu lượng nước trong trường hợp sử dụng đập tràn thành mỏng hình chữ nhật, trước tiên phụ thuộc vào độ chính xác đo cột áp và đo chiều rộng đập tràn, sự phù hợp của công thức tính lưu lượng và các hệ số sử dụng. Phải cẩn trọng kiểm tra sự phù hợp của kết cấu, điều kiện lắp đặt và vận hành quy định trong tiêu chuẩn này, độ không đảm bảo đo xác định lưu lượng gán cho hệ số lưu lượng (với độ tin cậy 95 %) phải:

a) Không lớn hơn 1,5 % đối với tỷ số h/p nhỏ hơn 1,0;

...

...

...

c) Không lớn hơn 3 % đối với tỷ số h/p từ 1,5 đến 2,5.

Độ không đảm bảo đo đã công bố chỉ thích hợp khi các giá trị giới hạn bổ sung đối với h, b, p, h/p và (B -b)/2 quy định trong 9.6 và 9.7 được thỏa mãn.

10. Đập tràn thành mỏng khía hình tam giác

10.1. Đặc điểm kỹ thuật của đập tràn tiêu chuẩn

Đập tràn thành mỏng khía hình tam giác bao gồm khía đập tràn hình tam giác thẳng đứng trên tấm chắn đập tràn mỏng. Trong Hình 6 cho sơ đồ minh hoạ đập tràn thành mỏng khía hình tam giác. Tấm chắn thành đập phải phẳng, cứng vững, vuông góc với hai thành bờ và đáy đoạn kênh dẫn thượng lưu. Bề mặt tám chắn đập tràn phía thượng lưu phải nhẵn (bề mặt vùng lân cận khía thành đập, phải đạt được gia công đạt độ bóng tương đương với độ bóng hoàn thiện của bề mặt thép cuộn gia công cán).

Đường phân giác của góc khía đập tràn phải cách đều hai thành bờ kênh. Bề mặt đỉnh đập tràn phải phẳng, nằm trong mặt phẳng ngang, tạo thành cạnh sắc tại chỗ giao nhau với mặt thành đập phía thượng lưu. Chiều dày của bề mặt đỉnh đập, đo vuông góc với mặt tấm chắn thành đập, phải trong khoảng từ 1 mm đến 2 mm.

Để đảm bảo cạnh phía thượng lưu của khía đập tràn sắc, chúng phải được chế tạo hoặc mài dũa vuông góc với mặt phía thượng lưu của tấm chắn thành đập, không có gờ ráp, vết xước và phải chịu được mài mòn đối với vải hoặc giấy ráp. Các cạnh phía hạ lưu của khía tam giác phải được cát vát, nếu bề dày tấm chắn thành đập dầy lớn hơn chiều rộng lớn nhất cho phép của chiều dày bề mặt khía đập. Các mặt vát phải tạo thành góc không nhỏ hơn p/4 radian (45 °) với bề mặt của khía đập tràn (xem Hình 6). Tấm chắn thành đập tràn tại vùng lân cận khía đập tràn phải được chế tạo bằng kim loại chống rỉ. Nếu không, tất cả các bề mặt đòi hỏi phải nhẵn theo quy định phải được phủ lớp màng bảo vệ thích hợp (ví dụ dầu, sáp, silicon...) bằng vải mềm.

10.2. Quy cách lắp đặt

Tuân thủ các quy cách lắp đặt quy định trong 6.3. Nhìn chung, đập tràn phải được lắp đặt trong đoạn kênh tiết diện hình chữ nhật thẳng, đáy ngang bằng nếu có thể. Tuy nhiên, nếu độ mở hiệu dụng của khía đập tràn đủ nhỏ so với mặt cắt ngang của đoạn kênh thượng lưu, khi đó vận tốc dòng chảy trong đoạn kênh đo lường cũng rất nhỏ, do vậy yêu cầu về hình dáng biên dạng kênh dẫn thượng lưu ít quan trọng hơn. Trong mọi trường hợp, dòng chảy trong đoạn kênh đo lường phải đồng nhất và ổn định, theo quy định tại 6.3.3.

...

...

...

Hình 6 - Đập tràn thành mỏng khía hình tam giác

10.3. Quy cách đo cột áp

10.3.1. Quy định chung

Phải tuân thủ nghiêm ngặt các điều kiện quy định trong 7.1, 7.2 và 7.3, không có trường hợp ngoại lệ.

10.3.2. Xác định góc khía đập tràn

Để xác định chính xác cột áp đối với đập tràn khía hình tam giác đòi hỏi phải xác định chính xác góc khía đập tràn (góc tạo bởi hai cạnh bên của khía tam giác). Một trong các phương pháp xác định góc khía đập tràn được mô tả dưới đây:

a) Hai đĩa khác biệt nhau, đường kính đo chính xác đến mm, được đặt vào bên trong khía tam giác sao cho tiếp tuyến với các cạnh bên khía tam giác;

b) Khoảng cách theo phương thẳng đứng giữa các tâm của hai đĩa (hoặc hai cạnh tương ứng) của hai đĩa, được đo bằng thước compa kỹ thuật (micrometer caliper);

...

...

...

10.3.2. Xác định mặt phẳng chuẩn

Mặt phẳng chuẩn đo cột áp tràn phải được xác định một cách cẩn trọng, và phải được kiểm tra khi cần thiết. Phương pháp điển hình được chấp nhận để xác định mặt chuẩn đối với đập tràn thành mỏng hình chữ nhật được mô tả dưới đây:

a) Mực nước tĩnh trong đoạn kênh dẫn thượng lưu được xả bớt đến mức bên dưới đỉnh khía tam giác của đập tràn;

b) Lắp đặt móc đo tạm thời bên trên đoạn kênh dẫn thượng lưu tại vị trí gần đỉnh đỉnh khía tam giác của đập tràn;

c) Đặt ống trụ đo biết trước đường kính sao cho trục nằm theo phương ngang, với một đầu tựa trên đỉnh khía tam giác và đầu còn lại thăng bằng trên điểm đo của móc đo tạm thời. Đặt thước đo mức/thăng bằng trên mặt ống trụ, và điều chỉnh móc đo cho đến khi đạt được độ thăng bằng ngang xác định, đọc và ghi lại số liệu đo;

d) Hạ thấp móc đo mức tạm thời tới mặt nước trong đoạn kênh dẫn thượng lưu, đọc và ghi lại số liệu đo. Điều chỉnh thiết bị đo mức cố định, đọc và ghi dữ liệu mức nước tại bình lắng sóng;

e) Khoảng cách y - từ đáy của ống trụ tới đỉnh khía tam giác được tính từ góc đỉnh a và đường kính r của ống trụ [y=(r/sin(a/2)-r]. Khoảng cách này trừ đi số đọc tại điều c), kết quả sẽ là số đọc trên chỉ thị móc đo tạm thời của đỉnh khía tam giác.

f) Hiệu số giữa kết quả đọc tính toán tại e) và kết quả đọc trên móc đo tạm thời tại d), cộng với kết quả đọc trên móc đo cố định tại d) cho giá trị mặt phẳng zero đối với móc đo cố định.

Ưu điểm của phương pháp xác định mặt phẳng chuẩn này là ở chỗ: xác định mặt phẳng zero đo mức nước tham chiếu từ đỉnh hình học xác định bởi các cạnh của khía tam giác.

...

...

...

Công thức tính lưu lượng nước cho đập tràn thành mỏng khía tam giác được phân biệt theo hai loại sau:

a) Công thức cho đập tràn thành mỏng có góc đỉnh khía hình tam giác nằm giữa p/9 và 5p/9 rad (20° và 100°);

b) Công thức cho đập tràn thánh mỏng có góc khía đập tràn đặc biệt (đập tràn co hẹp toàn phần).

Ký hiệu thường sử dụng trong các công thức tính lưu lượng nước quy định dưới đây:

Q - lưu lượng dòng chảy, m³/s;

C - hệ số lưu lượng (không thứ nguyên);

g - gia tốc trọng trường, m/s²;

h - cột áp, m;

p - độ cao từ đỉnh tam giác khía đập tràn tới đáy đập tràn, m;

...

...

...

Ngoài ra, các ký hiệu đặc biệt trong các công thức sẽ được định nghĩa khi xuất hiện lần đầu.

10.5. Công thức cho đập tràn khía hình tam giác góc đỉnh nằm giữa 20° và 100°

Biểu thức Kindsvater-Shen áp dụng cho đập tràn khía hình tam giác

                                    (21)

trong đó:

C_e là hệ số lưu lượng hiệu dụng;

h_e là chiều cao cột áp hiệu dụng, m.

Hệ số lưu lượng C_e là hàm của ba biến (xem Hình 7), được xác định bằng thực nghiệm

                                                  (22)

...

...

...

p là độ cao của đỉnh khía tính từ đáy kênh dẫn thượng lưu;

B là chiều rộng đoạn kênh dẫn thượng lưu, m;

he = h + k_h                                                        (23)

k_h là hệ số thực nghiệm, tính bằng m, bù ảnh hưởng của các hiệu ứng liên hợp của độ nhớt và sức căng bề mặt.

Hình 7 - Hệ số lưu lượng C_e (a = 90°)

                                                   (22)

Trong đó:

p là độ cao của đỉnh khía tính từ đáy kênh dẫn thượng lưu;

...

...

...

h_e = h + k_h                                                         (23)

k_h là hệ số thực nghiệm, tính bằng m, bù ảnh hưởng của các hiệu ứng liên hợp của độ nhớt và sức căng bề mặt.

10.5.1. Ước lượng hệ số C_e và k_h

Đối với đập tràn thành mỏng khía hình tam giác có góc tràn a = p/2 rad (90°), hệ số thực nghiệm C_e ứng với khoảng rộng biến thiên của các tỷ số h/p và p/B cho trên Hình 7.

Đối với khía đập tràn tam giác có góc đỉnh khác góc p/2 rad (90°), các dữ liệu thực nghiệm không đủ để xác định C_e như hàm số của h/p và p/B. Tuy nhiên, đối với các khía đập tràn có diện tích mặt cắt nhỏ hơn nhiều so với mặt cắt của đoạn kênh dẫn thượng lưu, vận tốc dòng chảy trong đoạn kênh thượng lưu do vậy rất nhỏ và hiệu ứng tác động của h/p và p/B có thể bỏ qua. Điều kiện này gọi là “co hẹp toàn phần", trên Hình 8 cho các trị số C_e thực nghiệm như là hàm số của góc a.

Hệ số k_h thay đổi phụ thuộc góc a cho trong Hình 9. Tại góc a = p/2 rad (90°), tìm được hệ số k_h = 0,00085 m ứng với các dải trị số h/p và p/B tương ứng.

10.5.2. Giới hạn thực tế của a, h/p, p/B, h và p

Để tránh nguy cơ sai số đo lường và thiếu dữ liệu thực nghiệm, các giới hạn thực tế dưới đây được áp dụng cho công thức Kindsvater-Shen (Hình 7):

a) a phải nằm trong khoảng giữa p/9 và 5p/9 rad (20° đến 100°);

...

...

...

c) p/B phải nằm trong giới hạn cho trong Hình 7 ứng với a = p/2 rad (90°); p/B - phải nằm trong khoảng giữa 0,10 và 1,5 đối với các giá trị khác của a;

d) h - phải không nhỏ hơn 0,06 m;

e) p - phải không nhỏ hơn 0,09 m.

Hình 8 - Hệ số lưu lượng C_e phụ thuộc vào góc khía a

10.6. Công thức cho đập tràn góc khía hình tam giác đặc biệt (đập tràn co hẹp toàn phần)

Biểu thức tính lưu lượng theo BSI (Tiêu chuẩn Anh quốc) áp dụng cho 3 góc khía đập tràn có quan hệ hình học đặc biệt như sau:

a) tg (a/2) = 1 (a = p/2 rad hoặc 90°);

b) tg (a/2) = 0,50 (a = 0,9273 rad hoặc 53°8');

...

...

...

Công thức BSI có dạng                                                 (24)

và các giá trị C và Q xác định bằng thực nghiệm ở điều kiện “co hẹp toàn phần” cho trong Bảng 1, Bảng 2 và Bảng 3.

Các giới hạn thực tế cho công thức (24):

a)

h/p

- phải không lớn hơn 0,4;

b)

h/B

- phải không lớn hơn 0,2;

...

...

...

h

- phải nằm trong khoảng giữa 0,05 m và 0,38 m;

d)

p

- phải không nhỏ hơn 0,45 m;

e)

B

- phải không nhỏ hơn 1,0 m.

...

...

...

10.7. Độ chính xác của hệ số lưu lượng - đập tràn khía hình tam giác

Độ chính xác đo lưu lượng nước chảy qua đập tràn thành mỏng khía hình tam giác, trước hết phụ thuộc vào độ chính xác đo cột áp, đo góc khía tam giác đập tràn, sự phù hợp của các công thức tính lưu lượng áp dụng và các hệ số sử dụng trong biểu thức tính toán. Phải cẩn trọng kiểm tra sự tương thích của kết cấu, lắp đặt và các điều kiện vận hành quy định trong tiêu chuẩn này, độ không đảm bảo đo (độ KĐBĐ) của các hệ số lưu lượng (với độ tin cậy 95 %) phải không lớn hơn 1,0 %. Độ KĐBĐ liên hợp của tất cả các thành phần quy cho độ KĐBĐ lưu lượng xử lý tại điều 11. Ví dụ tính độ KĐBĐ của lưu lượng đo cho trong điều 12.

11. Độ chính xác đo lưu lượng

11.1. Khái quát chung

Độ chính xác đo lưu lượng được thể hiện tốt nhất bằng khoảng xác định xác suất thống kê của độ KĐBĐ. Ví dụ, lưu lượng đo được tính bằng công thức tính toán, áp dụng cho loại đập tràn tương ứng, và độ KĐBĐ là khoảng trong đó giá trị thực của lưu lượng cần đo có thể trông đợi với xác suất 95 % (độ tin cậy 95 %).

Độ KĐBĐ lưu lượng được ước lượng thông qua độ KĐBĐ liên hợp, từ các nguồn sai số thành phần. Do vậy, có thể đánh giá mức độ ảnh hưởng của các nguồn sai số liên quan từ đó quyết định sử dụng các thiết bị kỹ thuật và phương pháp đo hiện có, để có thể đo lưu lượng nước với mục đích độ chính xác cần thiết.

11.2. Nguồn sai số

Nguồn sai số thành phần của của độ KĐBĐ trong quá trình đo lưu lượng bằng đập tràn có thể nhận diện thông qua các công thức tính toán. Ví dụ, từ biểu thức (1) và (21), có thể dễ dàng nhận được công thức tính lưu lượng cho đập tràn thành mỏng hình chữ nhật

                                         (25)

...

...

...

                                          (26)

trong đó: J là hằng số phụ thuộc vào hình dạng đập tràn, nhưng không gây sai số. Sai số bởi gia tốc trọng trường g có thể được bỏ qua. Các nguồn sai số phải được quan tâm là:

a) Hệ số lưu lượng C_e;

b) Chiều rộng b đo được hoặc góc khía đập tràn a;

c) Cột áp h đo dược, cũng phụ thuộc vào sai số xác định mặt phẳng chuẩn;

d) Các hệ số hiệu chỉnh k_b và k_h xác định theo các công thức (3), (4) và (23).

Đối với các công thức tính lưu lượng đập tràn không sử dụng khái niệm cột áp hiệu dụng và chiều dài hiệu dụng, hệ số k_b và k_h không thích hợp và C_e, b_e, h_e có thể được thay bằng C, b, h tương ứng.

11.3. Độ không đảm bảo đo do các loại sai số khác nhau

Sai số được phân thành hai loại: ngẫu nhiên và hệ thống. Sai số ngẫu nhiên thể hiện sự chính xác hoặc sai số thực nghiệm, sai lệch so với giá trị trung bình theo quy luật xác suất. Sai số hệ thống là sai số nội tại của thiết bị và do điều kiện thực hiện phép đo.

...

...

...

                                                     (27)

trong đó  là giá trị trung bình số học của các lần đo.

Độ lệch chuẩn của giá trị trung bình tính theo công thức

                                                                      (28)

Nếu số lần đo đủ lớn, độ lệch chuẩn của giá trị trung bình có phân bố chuẩn, khi đó độ KĐBĐ của giá trị trung bình bằng  với độ tin cậy 95 %. Theo đó, khoảng xác định của đại lượng đo được biểu diễn bằng biểu thức . Từ biểu thức (27) và (28) thấy rõ khoảng xác định của  độ KĐBĐ do sai số ngẫu nhiên có thể giảm thiểu bằng cách tăng số lần đo (số quan sát).

Sai số hệ thống gây nên bởi các sai số thành phần trong thiết bị đo và sai số do điều kiện đo gây nên. Sai số hệ thống không thể giảm bằng cách tăng số lần đo. Độ KĐBĐ hệ thống phải được ước lượng một cách khách quan trên cơ sở hiểu biết tốt về kỹ thuật và trang thiết bị đo lường liên quan.

11.4. Sai số do hệ số tính toán

Các giá trị của C_e, C, k_b, k_h sử dụng trong các công thức tính toán lưu lượng khuyến cáo trong tiêu chuẩn này đều dựa trên kết quả thực nghiệm ở các điều kiện khác nhau, đã được kiểm tra và thỏa mãn các đặc tính kỹ thuật cho lắp đặt và sử dụng hệ thống đập tràn tiêu chuẩn. Sai số ước lượng các đại lượng này dựa trên sự đánh giá thực nghiệm và so sánh kết quả thu được từ các công thức tính toán. Như vậy, các sai số do C_e, C, k_b, k_h về bản chất là sai số hệ thống.

Các trị số khuyến cáo độ KĐBĐ do C_e và C sử dụng ở các điều kiện đo khác nhau cho trong 9.8 và 10.7 đối với đập tràn thành mỏng hình chữ nhật và đập tràn thành mỏng hình tam giác tương ứng. Nhìn chung, các hệ số lưu lượng đưa vào độ KĐBĐ thành phần lớn hơn các nguồn sai số hệ thống khác.

...

...

...

11.5. Sai số đo do người vận hành

Các đại lượng đo do người thực hiện bao gồm b, h và a đều chứa các thành phần sai số ngẫu nhiên và hệ thống. Ví dụ, khi đo b và a đòi hỏi thực hiện các phép đo kích thước định sẵn và khoảng cách, sai số phụ thuộc vào phương pháp đo và thiết bị đo. Quan tâm đến điều kiện đo, cho phép ước lượng độ KĐBĐ của các đại lượng này. Kết quả đo h không chỉ phụ thuộc vào thiết bị và kỹ thuật đo mà còn phụ thuộc vào mức độ dao động của mực nước (ví dụ, ở bình lắng sóng và áp kế). Do vậy, độ KĐBĐ h phụ thuộc một phần vào độ KĐBĐ ngẫu nhiên của giá trị trung bình từ các lần đo, được ước lượng bằng căn bậc hai của tổng bình phương các độ KĐBĐ thành phần riêng rẽ.

Khi độ KĐBĐ hệ thống có thể đánh giá qua thực nghiệm, giá trị độ KĐBĐ phải được tính toán theo phương pháp quy định trong 11.3 cho sai số ngẫu nhiên.

Khi bắt buộc phải ước lượng độ KĐBĐ của sai số hệ thống từ một phép đo đơn lẻ, độ KĐBĐ hệ thống được tính bằng một nửa khoảng xác định mà sai số được ước lượng là nằm trong đó.

11.6. Độ không đảm bảo đo liên hợp

Trong 11.4 và 11.5, sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên được phân tách riêng biệt. Tuy nhiên, vì dấu hiệu sai số hệ thống không biết trước và vì hai loại sai số này liên quan với nhau khó tách biệt, chúng được xử lý như sai số ngẫu nhiên khi xác định độ KĐBĐ liên hợp.

Có thể sử dụng phương pháp tính sau đây để tổ hợp các các độ KĐBĐ hợp thành độ KĐBĐ toàn phần đo lưu lượng đập tràn (với độ tin cậy 95 %):

Đối với đập tràn thành mỏng hình chữ nhật, đơn giản hóa các công thức tính lưu lượng trong 11.2, được

                             (29)

...

...

...

                           (30)

trong đó:

X là độ KĐBĐ, %;

X_Q là độ KĐBĐ xác định tính lưu lượng, %;

X_Ce là độ KĐBĐ xác định hệ số lưu lượng, %;

 là độ KĐBĐ xác định chiều rộng hiệu dụng đập tràn thành mỏng hình chữ nhật;

 là độ KĐBĐ xác định góc khía đập tràn hình tam giác;

 là đo độ KĐBĐ xác định cột áp hiệu dụng.

Độ KĐBĐ do b_e được xác định bằng công thức:

...

...

...

Trong đó:

e_b là độ KĐBĐ xác định chiều rộng;

e_kb là độ KĐBĐ xác định hệ số hiệu chỉnh chiều rộng.

Độ KĐBĐ xác định h_e

                               (32)

Trong đó:

e_b là độ KĐBĐ xác định cột áp;

e_hO là độ KĐBĐ xác định mặt phẳng chuẩn;

e_kh là độ KĐBĐ xác định hệ số hiệu chỉnh cột áp;

...

...

...

Độ KĐBĐ xác định tg (a/2) phụ thuộc vào phương pháp đo áp dụng. Ví dụ, tg (a/2) được xác định như thương của một nửa chiều rộng đỉnh b_b và chiều cao khía đập tràn h_t. Với các sai số phụ e_bt và e_ht trong phép đo b_t và b_b, độ KĐBĐ xác định tg(a/2) tính theo biểu thức

                            (33)

Đối với các công thức tính sai số lưu lượng không liên quan đến khái niệm độ cao hiệu dụng và chiều rộng hiệu dụng, e_kh và e_kh phải nhận giá trị bằng 0 trong các công thức đã cho.

Độ KĐBĐ xác định lưu lượng không đơn trị đối với hệ thống nhất định, mà thay đổi tại các mức lưu lượng dòng chảy khác nhau. Vì vậy, cần phải xem xét độ KĐBĐ tại vài mức lưu lượng khác nhau trong dải đo quan tâm.

12. Ví dụ tính độ không đảm bảo đo

12.1. Đập tràn hình chữ nhật

Ví dụ sau đây minh họa tính toán độ không đảm bảo đo (độ KĐBĐ) toàn phần đo lưu lượng nước bằng đập tràn hình chữ nhật ở điều kiện: b = 0,30 m ; p = 0,20 m ; h = 0,080 m; độ lệch chuẩn dựa trên 10 số đọc đo cột áp kế tiếp nhau S_h = 0,05 mm

12.1.1. Độ KĐBĐ biết trước trong công thức tính toán

- Hệ số lưu lượng: X_Ce = ±1,5 %;

...

...

...

- Hệ số hiệu chỉnh chiều rộng: e_kb = ± 0,03 mm;

12.1.2. Độ KĐBĐ do người vận hành

- Đo cột áp: e_h = ± 0,02 mm;

- Mặt phẳng chuẩn đo cột áp: e_h0 = ± 0,03 mm;

- Độ lệch chuẩn đo cột áp: S_h = 0,05 mm;

- Đo chiều dài: e_b = ± 0,05 mm.

12.1.3. Kết quả tính toán độ KĐBĐ

Thay số vào các biểu thức tương ứng tính được:

- Độ KĐBĐ của b_e theo biểu thức (31)

...

...

...

- Tương tự độ KĐBĐ của theo biểu thức (32)

Độ KĐBĐ toàn phần đo lưu lượng bằng đập tràn theo công thức (29) với độ tin cậy 95 % tính được là

12.2. Đập tràn khía hình tam giác

Ví dụ dưới đây minh họa tính toán độ KĐBĐ đo xác định lưu lượng nước bằng đập tràn khía hình tam giác ở điều kiện: Góc khía đập tràn đo được tại chiều rộng đỉnh b_t và độ cao h_t của khía: a = p/2 rad (90°); p = 0,30 m; h = 0,121 m; độ lệch chuẩn dựa trên 15 quan sát (số đọc) đo cột áp kế tiếp nhau S_h = 0,03 mm.

12.2.1. Độ không đảm bảo đo cho trước trong tính toán

- Hệ số lưu lượng X_Ce= ± 1,0 %;

- Hệ số hiệu chỉnh cột áp: e_kh = ± 0,30 mm.

...

...

...

- Đo cột áp: e_h = ± 1,10 mm;

- Mặt phẳng chuẩn đo cột áp: e_h0 = ± 0,10 mm;

- Độ lệch chuẩn đo cột áp: S_h = 0,03 mm;

- Đo chiều rộng của khía đập tràn: e_bt = ± 0,50 mm;

- Đo độ cao của khía đập tràn : e_ht = ± 1,0 mm.

12.2.3. Kết quả tính độ KĐBĐ

Thay số vào các biểu thức tính toán được:

- Độ KĐBĐ X_tga/2 của tga/2 theo biểu thức (33)

...

...

...

- Độ KĐBĐ toàn phần đo lưu lượng bằng đập tràn theo công thức (30) với độ tin cậy 95%

Bảng 1 - Lưu lượng nước qua đập tràn khía hình chữ V với tg (a/2)=1 (a= p/2 radian hay 90°)

Q = 2,362 5 C_eh^5/2

(g = 9,806 6 m/s²)

Cột nước

h

Hệ số

...

...

...

Lưu lượng

Q

Cột nước

h

Hệ số

C_e

Lưu lượng

Q

...

...

...

m³/s x 10^-1

m

m³/s x 10^-1

0,060

0,603 2

0,012 57

0,120

...

...

...

0,069 35

0,061

0,602 8

0,013 09

0,121

0,588 3

0,070 79

0,062

...

...

...

0,013 62

0,122

0,588 2

0,072 24

0,063

0,601 9

0,014 17

...

...

...

0,588 1

0,073 72

0,064

0,601 5

0,014 73

0,124

0,588 0

0,075 22

...

...

...

0,601 2

0,015 30

0,125

0,588 0

0,076 73

0,066

0,600 8

0,015 88

...

...

...

0,126

0,587 9

0,078 27

0,067

0,600 5

0,016 48

0,127

0,587 8

...

...

...

0,068

0,600 1

0,017 10

0,128

0,587 7

0,081 39

0,069

0,599 8

...

...

...

0,129

0,587 6

0,082 98

0,070

0,599 4

0,018 36

0,130

...

...

...

0,084 58

0,071

0,599 0

0,019 01

0,131

0,587 5

0,086 21

0,072

...

...

...

0,019 67

0,132

0,587 4

0,087 85

0,073

0,598 3

0,020 35

...

...

...

0,587 3

0,089 51

0,074

0,598 0

0,021 05

0,134

0,587 2

0,091 19

...

...

...

0,597 8

0,021 76

0,135

0,587 2

0,092 89

0,076

0,597 5

0,022 48

...

...

...

0,136

0,587 1

0,094 61

0,077

0,597 3

0,023 22

0,137

0,587 0

...

...

...

0,078

0,597 0

0,023 97

0,138

0,586 9

0,098 10

0,079

0,596 7

...

...

...

0,139

0,586 9

0,099 87

0,080

0,596 4

0,025 51

0,140

...

...

...

0,101 67

0,081

0,596 1

0,026 30

0,141

0,586 7

0,103 48

0,082

...

...

...

0,027 10

0,142

0,586 7

0,105 32

0,083

0,595 5

0,027 92

...

...

...

0,586 6

0,107 17

0,084

0,595 3

0,028 76

0,144

0,586 6

0,109 04

...

...

...

0,595 0

0,029 61

0,145

0,586 5

0,110 93

0,086

0,594 8

0,030 48

...

...

...

0,146

0,586 4

0,112 84

0,087

0,594 5

0,031 36

0,147

0,586 3

...

...

...

0,088

0,594 2

0,032 25

0,148

0,586 2

0,116 71

0,089

0,594 0

...

...

...

0,149

0,586 2

0,118 67

0,090

0,593 7

0,034 09

0,150

...

...

...

0,120 66

0,091

0,593 5

0,035 03

0,151

0,586 1

0,122 67

0,092

...

...

...

0,035 98

0,152

0,586 0

0,124 71

0,093

0,593 1

0,036 96

...

...

...

0,586 0

0,126 76

0,094

0,592 9

0,037 95

0,154

0,585 9

0,128 83

...

...

...

0,592 7

0,038 95

0,155

0,585 9

0,130 93

0,096

0,592 5

0,039 97

...

...

...

0,156

0,585 9

0,133 04

0,097

0,592 3

0,041 01

0,157

0,585 8

...

...

...

0,098

0,592 1

0,042 06

0,158

0,585 8

0,137 32

0,099

0,591 9

...

...

...

0,159

0,585 7

0,139 50

0,100

0,591 7

0,044 20

0,160

...

...

...

0,141 69

0,101

0,591 4

0,045 30

0,161

0,585 7

0,143 91

0,102

...

...

...

0,046 41

0,162

0,585 6

0,146 14

0,103

0,591 0

0,047 54

...

...

...

0,585 6

0,148 40

0,104

0,590 8

0,048 69

0,164

0,585 5

0,150 67

...

...

...

0,590 6

0,049 85

0,165

0,585 5

0,152 97

0,106

0,590 4

0,051 03

...

...

...

0,166

0,585 5

0,155 29

0,107

0,590 2

0,052 22

0,167

0,585 4

...

...

...

0,108

0,590 1

0,053 44

0,168

0,585 4

0,159 99

0,109

0,589 9

...

...

...

0,169

0,585 3

0,162 37

0,110

0,589 8

0,055 92

0,170

...

...

...

0,164 77

0,111

0,589 7

0,057 19

0,171

0,585 3

0,167 19

0,112

...

...

...

0,058 47

0,172

0,585 2

0,169 64

0,113

0,589 4

0,059 77

...

...

...

0,585 2

0,172 10

0,114

0,589 2

0,061 08

0,174

0,585 1

0,174 59

...

...

...

0,589 1

0,062 42

0,175

0,585 1

0,177 09

0,116

0,589 0

0,063 77

...

...

...

0,176

0,585 1

0,179 63

0,117

0,588 9

0,065 14

0,177

0,585 1

...

...

...

0,118

0,588 8

0,066 53

0,178

0,585 1

0,184 78

0,119

0,588 6

...

...

...

0,179

0,585 1

0,187 38

Bảng 1 - (tiếp theo)

Head

h

Coefficient

C_e

...

...

...

Q

Head

h

Coefficient

C_e

Discharge

Q

m

...

...

...

m

m³/s x 10^-1

0,180

0,585 1

0,190 01

0,240

0,584 6

...

...

...

0,181

0,585 1

0,192 65

0,241

0,584 6

0,393 80

0,182

0,585 0

...

...

...

0,242

0,584 6

0,397 90

0,183

0,585 0

0,198 00

0,243

...

...

...

0,402 02

0,184

0,585 0

0,200 71

0,244

0,584 6

0,406 17

0,185

...

...

...

0,203 45

0,245

0,584 6

0,410 34

0,186

0,585 0

0,206 21

...

...

...

0,584 6

0,414 54

0,187

0,585 0

0,208 99

0,247

0,584 6

0,418 77

...

...

...

0,585 0

0,211 80

0,248

0,584 6

0,423 02

0,189

0,585 0

0,214 63

...

...

...

0,249

0,584 6

0,427 30

0,190

0,585 0

0,217 48

0,250

0,584 6

...

...

...

0,191

0,585 0

0,220 34

0,251

0,584 6

0,435 93

0,192

0,584 9

...

...

...

0,252

0,584 6

0,440 28

0,193

0,584 9

0,226 12

0,253

...

...

...

0,444 66

0,194

0,584 9

0,229 06

0,254

0,584 6

0,449 07

0,195

...

...

...

0,232 03

0,255

0,584 6

0,453 50

0,196

0,584 9

0,235 01

...

...

...

0,584 6

0,457 96

0,197

0,584 9

0,238 02

0,257

0,584 6

0,462 45

...

...

...

0,584 9

0,241 06

0,258

0,584 6

0,466 96

0,199

0,584 9

0,244 11

...

...

...

0,259

0,584 6

0,471 50

0,200

0,584 9

0,247 19

0,260

0,584 6

...

...

...

0,201

0,584 9

0,250 28

0,261

0,584 6

0,480 65

0,202

0,584 8

...

...

...

0,262

0,584 6

0,485 27

0,203

0,584 8

0,256 52

0,263

...

...

...

0,489 91

0,204

0,584 8

0,259 69

0,264

0,584 6

0,494 58

0,205

...

...

...

0,262 88

0,265

0,584 6

0,499 28

0,206

0,584 8

0,266 10

...

...

...

0,584 6

0,504 00

0,207

0,584 8

0,269 34

0,267

0,584 6

0,508 76

...

...

...

0,584 8

0,272 61

0,268

0,584 6

0,513 53

0,209

0,584 8

0,275 90

...

...

...

0,269

0,584 6

0,518 34

0,210

0,584 8

0,279 21

0,270

0,584 6

...

...

...

0,211

0,584 8

0,282 54

0,271

0,584 6

0,528 02

0,212

0,584 8

...

...

...

0,272

0,584 6

0,532 91

0,213

0,584 7

0,289 24

0,273

...

...

...

0,537 82

0,214

0,584 7

0,292 64

0,274

0,584 6

0,542 76

0,215

...

...

...

0,296 07

0,275

0,584 6

0,547 72

0,216

0,584 7

0,299 53

...

...

...

0,584 6

0,552 72

0,217

0,584 7

0,303 01

0,277

0,584 6

0,557 74

...

...

...

0,584 7

0,306 51

0,278

0,584 6

0,562 82

0,219

0,584 7

0,310 04

...

...

...

0,279

0,584 7

0,567 94

0,220

0,584 7

0,313 59

0,280

0,584 7

...

...

...

0,221

0,584 7

0,317 17

0,281

0,584 7

0,578 19

0,222

0,584 7

...

...

...

0,282

0,584 7

0,583 35

0,223

0,584 7

0,324 39

0,283

...

...

...

0,588 53

0,224

0,584 7

0,328 03

0,284

0,584 7

0,593 75

0,225

...

...

...

0,331 68

0,285

0,584 7

0,598 99

0,226

0,584 6

0,335 35

...

...

...

0,584 7

0,604 25

0,227

0,584 6

0,339 07

0,287

0,584 7

0,609 55

...

...

...

0,584 6

0,342 82

0,288

0,584 7

0,614 87

0,229

0,584 6

0,346 59

...

...

...

0,289

0,584 7

0,620 23

0,230

0,584 6

0,350 39

0,290

0,584 7

...

...

...

0,231

0,584 6

0,354 21

0,291

0,584 7

0,631 01

0,232

0,584 6

...

...

...

0,292

0,584 7

0,636 45

0,233

0,584 6

0,361 93

0,293

...

...

...

0,641 95

0,234

0,584 6

0,365 82

0,294

0,584 8

0,647 48

0,235

...

...

...

0,369 74

0,295

0,584 8

0,653 03

0,236

0,584 6

0,373 69

...

...

...

0,584 8

0,658 58

0,237

0,584 6

0,377 66

0,297

0,584 8

0,664 16

...

...

...

0,584 6

0,381 66

0,298

0,584 8

0,669 76

0,239

0,584 6

0,385 68

...

...

...

0,299

0,584 8

0,675 39

Bảng 1- (kết thúc)

Cột nước tràn

h

Hệ số

C_e

Lưu lượng

...

...

...

Cột nước tràn

h

Hệ số

C_e

Lưu lượng

Q

m

m³/s x 10^-1

...

...

...

m

m³/s x 10^-1

0,300

0,584 8

0,681 06

0,350

0,585 2

1,001 92

...

...

...

0,584 8

0,686 75

0,351

0,585 2

1,009 12

0,302

0,584 8

0,692 46

...

...

...

0,352

0,585 2

1,016 33

0,303

0,584 8

0,698 21

0,353

0,585 2

...

...

...

0,304

0,584 8

0,703 98

0,354

0,585 2

1,030 82

0,305

0,584 8

...

...

...

0,355

0,585 2

1,038 12

0,306

0,584 8

0,715 68

0,356

...

...

...

1,045 45

0,307

0,584 9

0,721 59

0,357

0,585 2

1,052 80

0,308

...

...

...

0,727 50

0,358

0,585 2

1,060 19

0,309

0,584 9

0,733 41

...

...

...

0,585 2

1,067 67

0,310

0,584 9

0,739 36

0,360

0,585 3

1,075 19

...

...

...

0,584 9

0,745 34

0,361

0,585 3

1,082 73

0,312

0,584 9

0,751 35

...

...

...

0,362

0,585 3

1,090 24

0,313

0,584 9

0,757 38

0,363

0,585 3

...

...

...

0,314

0,584 9

0,763 44

0,364

0,585 3

1,105 36

0,315

0,584 9

...

...

...

0,365

0,585 3

1,112 97

0,316

0,584 9

0,775 66

0,366

...

...

...

1,120 63

0,317

0,584 9

0,781 81

0,367

0,585 3

1,128 37

0,318

...

...

...

0,788 02

0,368

0,585 4

1,136 15

0,319

0,585 0

0,794 28

...

...

...

0,585 4

1,143 91

0,320

0,585 0

0,800 57

0,370

0,585 4

1,151 67

...

...

...

0,585 0

0,806 85

0,371

0,585 4

1,159 47

0,322

0,585 0

0,813 14

...

...

...

0,372

0,585 4

1,167 30

0,323

0,585 0

0,819 47

0,373

0,585 4

...

...

...

0,324

0,585 0

0,825 83

0,374

0,585 4

1,183 10

0,325

0,585 0

...

...

...

0,375

0,585 5

1,191 11

0,326

0,585 0

0,838 63

0,376

...

...

...

1,199 14

0,327

0,585 0

0,845 08

0,377

0,585 5

1,207 12

0,328

...

...

...

0,851 55

0,378

0,585 5

1,215 15

0,329

0,585 0

0,858 06

...

...

...

0,535 5

1,223 20

0,330

0,585 0

0,864 59

0,380

0,585 5

1,231 28

...

...

...

0,585 0

0,871 16

0,381

0,535 5

1,239 40

0,332

0,585 0

0,877 75

...

...

...

0,333

0,585 0

0,884 38

...

...

...

0,334

0,585 0

0,891 03

0,335

0,585 0

...

...

...

0,336

0,585 0

0,904 48

...

...

...

0,337

0,585 1

0,911 28

0,338

...

...

...

0,918 11

0,339

0,585 1

0,924 91

...

...

...

0,340

0,585 1

0,931 75

...

...

...

0,585 1

0,938 62

0,342

0,585 1

0,945 51

...

...

...

0,343

0,585 1

0,952 44

...

...

...

0,344

0,585 1

0,959 40

0,345

0,585 1

...

...

...

0,346

0,585 1

0,973 40

...

...

...

0,347

0,585 1

0,980 45

0,348

...

...

...

0,987 53

0,349

0,585 1

0,994 71

...

...

...

Bảng 2 - Lưu lượng nước qua đập tràn khía hình chữ V với tg (a/2)=1/4 (a = 0,927 3 radian hay 53° 8’)

Q = 1,181 25 C_eh^5/2

(g = 9,806 6 m/s²)

Cột nước

h

Hệ số

C_e

...

...

...

Q

Cột nước

h

Hệ số

C_e

Lưu lượng

Q

m

...

...

...

m

m³/s x 10^-1

0,060

0,611 4

0,006 37

0,120

0,598 9

...

...

...

0,061

0,611 1

0,006 63

0,121

0,598 8

0,036 02

0,062

0,610 8

...

...

...

0,122

0,598 7

0,036 77

0,063

0,610 5

0,007 18

0,123

...

...

...

0,037 51

0,064

0,610 1

0,007 47

0,124

0,598 4

0,038 27

0,065

...

...

...

0,007 76

0,125

0,598 2

0,039 04

0,066

0,609 5

0 008 06

...

...

...

0,598 1

0,039 82

0,067

0,609 2

0,008 36

0,127

0,598 0

0,040 60

...

...

...

0,609 0

0,008 67

0,128

0,597 9

0,041 40

0,069

0,608 7

0,008 99

...

...

...

0,129

0,597 8

0,042 20

0,070

0,608 4

0,009 32

0,130

0,597 6

...

...

...

0,071

0,608 1

0,009 65

0,131

0,597 5

0,043 84

0,072

0,607 9

...

...

...

0,132

0,597 3

0,044 67

0,073

0,607 6

0,010 33

0,133

...

...

...

0,045 51

0,074

0,607 3

0,010 69

0,134

0,597 1

0,046 36

0,075

...

...

...

0,011 05

0,135

0,597 0

0,047 22

0,076

0,606 8

0,011 41

...

...

...

0,596 8

0,048 09

0,077

0,606 6

0,011 79

0,137

0,596 7

0 048 97

...

...

...

0,606 4

0,012 17

0,138

0,596 6

0,049 86

0,079

0,606 1

0,012 56

...

...

...

0,139

0 596 5

0,050 75

0,080

0,606 0

0,012 96

0,140

0,596 4

...

...

...

0,081

0,605 8

0,013 36

0,141

0,596 2

0,052 58

0,082

0,605 6

...

...

...

0,142

0,596 1

0,053 51

0,083

0,605 4

0,014 19

0,143

...

...

...

0,054 44

0,084

0,605 2

0,014 62

0,144

0,596 0

0,055 39

0,085

...

...

...

0,015 05

0,145

0,595 9

0,056 35

0,086

0,604 8

0,015 49

...

...

...

0,595 8

0,057 32

0,087

0,604 6

0,015 94

0,147

0,595 7

0,058 30

...

...

...

0,604 4

0,016 40

0,148

0,595 6

0,059 29