——水表新國標學習體會之一

寧波水表股份有限公司  姚靈

一．概 述

水表新國標（GB/T778.1～3封閉滿管道中水流量的測量  飲用冷水水表和熱水水表  第1～3部分：規(guī)范、安裝要求、試驗方法和試驗設備）于2008年5月1日起正式實施。為了更好的學習標準、理解標準和應用標準，有必要對標準中的某些名詞術語的定義進行學習和討論，便于準確理解和把握標準的確切含義，真正貫徹和實施好新標準。

水表新國標定義了水表產品諸如：額定工作條件、參比條件、極限條件、基本誤差、最大允許誤差、差錯、影響因數、擾動、影響量等名詞術語。怎樣去理解它們的確切含義和它們之間的相互關系，并將它們準確用于規(guī)范水表產品的設計、試驗和驗證等工作，具有重要的意義。

二．有關“條件”術語的學習與理解

標準中涉及到有關“條件”的術語主要有：額定工作條件、參比條件和極限條件等。

“額定工作條件”標準中給出的定義是：給出各種影響因數數值范圍的使用條件。在此條件下，水表的示值誤差應在最大允許誤差范圍內。所謂影響因數，指的是一組影響水表被測量的測量結果的物理量，如：水溫、水壓、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、電源電壓等。水表被測量是任意時間內流過水表的水的總體積，影響因數在數值上的變化會影響到水表測量的準確度。額定條件規(guī)定了影響因數的數值范圍。如DN<500、溫度等級為T30、水壓等級為MAP10的水表，其影響因數的數值范圍：

工作水溫范圍：   0.1^oC～30^oC；

工作壓力范圍：   0.03MP_a～1.0MP_a；

工作環(huán)境溫度：   5^oC～55^oC（帶電子裝置、嚴酷度等級為3級的水表的工作環(huán)境溫度為-25^oC～+55^oC）；

工作環(huán)境濕度：   在40^oC時為0%～100%（遠傳讀數裝置在40^oC時至少為93%）；

工作電源范圍：   需要外部供電的電動或電子水表和帶電子裝置的水表，其工作電壓變化范圍應為公稱交流或直流電源電壓的-15%～+10%，頻率變化范圍為交流電源公稱頻率的±2%。

這表明在上述GB/T778標準規(guī)定的額定工作條件下，水表在測量被測量時的示值誤差值應在最大允許誤差范圍內。

“參比條件”又稱“參考條件”或“標準條件”，標準中給出的定義是：為了測試水表的性能或對多次測量結果進行相互比對而規(guī)定的一組影響量參比值或參比范圍。參比條件下確定的水表示值誤差稱為“基本誤差”（規(guī)程中又稱“固有誤差”）。規(guī)定參比條件的主要目的是為了在相同的試驗條件下，對多次測量結果進行比較。標準中給出的如T30、帶電子裝置水表性能試驗的參比條件為：

流量：                  [0.7×（Q₂＋Q₃）±0.03×(Q₂＋Q₃)]  m³/h

環(huán)境氣溫：               20^oC±5^oC

環(huán)境相對濕度：           60%±15%

環(huán)境氣壓：               86KPa～106KPa

電源電壓（交流主電源）：  標稱電壓（U_nom），允差±5%

電源頻率：               標稱頻率（f_nom），允差±2%

電源電壓（電池）：        U_bmin≤V≤U_bmax 范圍內的某個電壓V

工作水溫：               20^oC±5^oC

工作水壓：               0.2MPa

 (注：試驗時，參比范圍內溫度和相對濕度的變化應分別不大于5^oC和10% ；U_bmax—全新電池電壓，U_bmin—制造廠指明的參比條件下的電壓，低于此電壓電子裝置停止工作；在對水表進行型式批準時，除了被測試的影響量以外，其他所有使用的影響量都應保持上列值)

“極限條件”在標準中給出的定義是：要求水表承受而無損壞，隨后在額定條件下工作時其示值誤差不超出允許范圍的極端條件，包括流量、溫度、壓力、濕度和電磁干擾。極限條件包括上限條件和下限條件。如水表在“靜壓試驗”時，水壓分別增大到水表最大允許工作壓力的1.5倍和2倍（分別保持15min和1min時間），水表應無泄漏或損壞。試驗結束后，其示值誤差應仍在最大允許誤差范圍內；又如：大于“常用流量”Q₃的流量范圍是一種極限狀態(tài)（流量的額定范圍為Q₁≤Q≤Q₃）。在流量的極限范圍，要求水表在短時間內能符合最大允許誤差，隨后在額定條件下仍能保持應有的計量特性（如“過載流量”Q₄便是一個例子）；再又如：各種電磁干擾和機械沖擊、振動等的影響（擾動）均為在極限條件下的影響量。

三．有關“誤差”術語的學習與理解

標準中涉及到有關“誤差”的術語主要有：示值誤差、相對誤差、最大允許誤差、基本誤差、差錯等。

“示值誤差”給出的定義是：指示體積減去實際體積；“相對誤差ε”給出的定義是：示值誤差除以實際體積，以百分數表示：

式中：V_i—指示體積；

      V_а—實際體積。

這兩個術語的含義比較明確，很容易理解。

“最大允許誤差MPE”的定義是：水表相對誤差的極限值（是技術規(guī)范、規(guī)程等技術文件中對計量器具所允許的誤差極限值。又稱極限允許誤差）。具體分為“低區(qū)的最大允許誤差”和“高區(qū)的最大允許誤差”兩部分。“低區(qū)的最大允許誤差”規(guī)定為：水溫在額定工作條件規(guī)定范圍以內時，以最小流量（Q₁）與分界流量（Q₂）（不包括Q₂）之間的流量排出的體積的最大允許誤差為±5% ；“高區(qū)的最大允許誤差”規(guī)定為：以分界流量（Q₂）（包括Q₂）與過載流量（Q₄）之間的流量排出的體積的最大允許誤差：水溫≤30^oC時為±2% ；水溫>30^oC時為±3% 。[相關說明：極限誤差是指測量列中任何一次測量的誤差不超出該極限誤差e （即置信限）的概率為P（即置信水平p），并使（1-P）可忽略。一般單次測量的極限誤差可用測量列中的n次測量結果按貝塞爾公式計算出的實驗標準偏差s和覆蓋因子t的乘積來計算。這樣，極限誤差e =±t·s。在誤差為正態(tài)分布和測量次數n足夠多時，常用t = 3。這相當于測量列中不超出e =±3s之值的概率為P = 99.73%]。

“基本誤差”給出的定義是：在參比條件下確定的水表的示值誤差。

“差錯（fault）”也是與誤差有關的術語，在計量學上稱為：“超差”或“偏差”，其定義是：“示值誤差與水表基本誤差之差”。從誤差性質看，差錯屬于“附加誤差（complementary error）”的范疇。一般情況下，水表在額定條件或極限條件下的示值誤差必然會比其在參比條件下的基本誤差大，這部分增加的誤差（差錯）主要是由影響量超出參比條件規(guī)定的取值范圍引起的。（“附加誤差”在計量技術規(guī)范中的定義是：計量器具在非標準條件時所增加的誤差。）

大于相應技術規(guī)范中規(guī)定的值的“差錯”稱為“明顯差錯”或“顯著超差”，其在標準中的定義為：量值大于“高區(qū)”最大允許誤差之半的差錯。

四．有關“影響因數”術語的學習與理解

“影響量”是一種不屬于被測量但卻影響測量結果的量。水表在對用水量（即被測量）的計量過程中，同時也會受到各種“影響因數”和“擾動”等（即非被測量）的影響和干擾，使其測量結果出現某種“差錯”，影響測量結果的準確性。

“影響因數”和“擾動”的區(qū)別是：“影響因數”定義為其值在GB/T778的本部分規(guī)定的水表額定工作條件范圍之內的影響量；“擾動”定義為其值在GB/T778的本部分規(guī)定的極限范圍之內但超出水表額定工作條件的影響量。但是無論是“影響因數”還是“擾動”，它們對水表測量結果的影響均不能使水表的示值誤差超出最大允許誤差的范圍。

（注：GB/T778標準規(guī)定，對帶電子裝置的水表應設計和制造成在標準規(guī)定的擾動條件下不出現“明顯差錯”，且額定工作條件下的誤差不超過規(guī)定的最大允許誤差。）

五．結語

本文學習了新國標中與水表測量準確度有關的一些名詞術語，并對其定義和內容在理解基礎上做了解釋和補充。由于本人對標準學習理解不深、學識有限，差錯之處在所難免，敬請批評指正

參考資料

1.GB/T778.1-2007《封閉滿管道中水流量的測量 飲用冷水和熱水水表》第一部分：規(guī)范2.GB/T778.1-2007《封閉滿管道中水流量的測量 飲用冷水和熱水水表》第三部分：試驗方法和試驗設備

2.JJG162-2007《冷水水表》

3.JJG1059-1999《測量不確定度評定與表示》

4.JJG1027-1991《測量誤差及數據處理(試行)》

5.李慎安等.《測量不確定度與檢測辭典》.北京.中國計量出版社.1996.9

6.魯紹曾等.《通用計量名詞解釋》.北京.國家技術監(jiān)督局計量司.1993.6