左勇，葉童

（濟寧市計量測試所，山東 濟寧 272000）

生活中居民離不開水的使用，水表與每個居民如何正確科學的使用生活用水有關。供水單位與居民之間水費結算的主要計量工具便是水表。但是，在大多數使用水的過程中,一般會有一些不穩(wěn)定因素在水表的工作過程,這將導致某些偏差測量精度的水表,影響水生植物和居民之間的經濟利益,因為小的測量誤差會影響水生植物的收入,和大的測量誤差會導致居民的利益受損。由于居民用水的方式方法差異，導致在測量精度上不同的水表有一定的區(qū)別。本文結合誤差產生的原因分析，對水表測量誤差存在的問題進行了研究，并在此基礎上，推出了部分預防和控制措施，期待為同行提供一些建設性的意見和參考。

1 居民水表的產生和發(fā)展

水表的出現和發(fā)展經歷了一個漫長的過程。著名科學家伽利略于1630年開始研究水。隨著托里切利和牛頓的發(fā)展，伯努利于1738年發(fā)表了液體平衡與運動理論，并對水力學進行了較為系統(tǒng)的研究。直到18世紀末，塞西爾和布呂尼建立了流速與流體之間的關系，為水表的出現奠定了理論基礎。19世紀，英國獲得了一項平衡水箱水表的專利。其結構原理如圖1所示。水表有兩個等體積的水箱，一個軸，使兩個水箱處于平衡狀態(tài)。當一個水箱上的水向下流動時，它會由于重量的增加而自動下陷和流出。同時，另一盤水將被移動到水的位置進行往復操作，可以實現水流量的連續(xù)測量。后來，經過一段時間的發(fā)展和演變，水表逐漸從正位移表發(fā)展到流速表，越來越多的國家可以生產水表，如德國、英國和日本。

圖1 平衡罐式水表工作原理圖

我國民用水表的歷史可以追溯到清末民初。當時，水表用戶主要集中在東部沿海經濟發(fā)達的地區(qū)和外國租界。20世紀60年代以來，國內水表行業(yè)開始發(fā)展。在這一時期，水表的主要類型是小口徑多流梁式和水平螺桿式。后來，國家對水表行業(yè)進行了整頓和規(guī)范，統(tǒng)一了設計標準，提高了水表的通用性和標準化。近年來，我國水表行業(yè)迎來了一個快速發(fā)展的時期。據粗略統(tǒng)計，全國共有家用水表生產企業(yè)100多家，年產值410萬。水表種類繁多，有熱水表、定量表、插入式水表等。

2 民用水表的檢定方法

2.1 收集法檢定

方法是將流經儀表的水收集到容器中，然后，測量容器內的水容量。Jjg258-88國家計量檢定規(guī)程規(guī)定的容積法，是指將流經計量器具的水收集到罐中一定時間，然后，測量罐中的水量并與計量器具讀數進行比較，確定計量器具誤差的方法。這種方法是水表生產過程中最常用的水表檢定方法。發(fā)明時間長，計算結果可靠。但是，這種方法的缺點是對于大口徑、大流量的水流設備來說，體積太大。

流經流量計的水被收集到一個或多個容器中，并通過體積法或稱重法進行測量。計量檢定規(guī)程規(guī)定的體積法和稱重法分別介紹了靜態(tài)體積法和靜態(tài)稱重法。流量計充水（或稱量容器）中的水以靜態(tài)方式讀取，并比較水表的值以確定水表的誤差值。靜態(tài)容積法是水表生產中常用的檢定方法。供水系統(tǒng)用于修理水表。該方法成熟、準確、可靠。容器計量與水表容積值顯示單位一致，無其他換算。

水表領域采用靜態(tài)稱重法。它是檢驗水的價值誤差的一種臨時方法。該方法可以在水桶（或水桶）附近找到一個刻度（刻度的測定精度不低于0.1%）。這種方法也應該用來換算水的重量，可以直接用kg表示水的重量，相當于相應的L的個數，并與水表的累計量進行比較，確定水表的表面值的誤差。隨著電子秤的發(fā)展和普及，水表檢定的靜態(tài)或動態(tài)稱重方法將進一步推廣應用。

2.2 流量法檢定

當水表的偏差得到驗證時，通過水表的總流量可由流量與流量時間的比例關系來確定。這種方法可以在一段時間內多次重復,但是，應該注意避免使用這種方法在流的開始和結束,因為這兩種情況下的流動是不穩(wěn)定的,所以這種方法的重要的一點是確保流之間的精度和時間,用于一些測試。

2.3 標準法檢定

在標準方法行業(yè)，也被稱為比較法，被測儀表的讀數與已經在更精確的設備上測量的數據進行比較。

該方法原理簡單，在大多數情況下，不需要使用其他設備，只要有一個標準表就可以，可以使用級聯來比較誤差，因為在實驗中，這種方法有很多抗干擾因素不是很好的解決辦法，所以在很多情況下，該方法的結果可信度較差，所以在不能用體積法或稱重法的情況下，粗略比較可以利用這種方法。近年來，隨著技術的進步，水表的校準問題得到了深入的研究。

通過提供一個壓力穩(wěn)定的水源，可以大大消除自來水壓力變化對水代表值的影響，從而提高比較方法結果的可靠性。除采用光電脈沖技術外，發(fā)明了水表電子測量儀，可以快速測定水表指針的壓力波動次數，并與標準水表上的脈沖次數相比，在較短的時間內可以測定水表的誤差，這也是一種比較法，估計會有很好的市場前景。

3 針對水表檢定誤差的處理

3.1 水表校準誤差來源

在水表檢定試驗中，誤差來源主要來自以下三個方面。

（1）被測水表的誤差，由于其裝配結構、摩擦程度、誤差設定等原因，會產生一定的誤差，即隨機誤差。

（2）測試裝置的誤差主要由測量裝置的誤差、換向器的誤差和串聯驗證中不同位置的誤差組成。

（3）由于驗證條件的變化所引起的誤差主要表現在以下三個方面：第一是水流通過水表的變化，而測點的變化不再是預置的位置，導致誤差的表達不準確；第二是環(huán)境溫度變化的影響，水溫的變化也會對檢測裝置的精度產生一定的影響；最后是水位計壓力的影響。水位表的壓力一般設置在1MPa。用于制造水位計的材料通常是金屬或塑料。試驗水壓可能與實際水壓不同，水壓會由于發(fā)生變化。因此，壓力也是一個影響因素，需要更多的關注。

3.2 民用水表檢定結果的可靠性檢定

測量值的可靠性規(guī)定如下：一般情況下，三個驗證結果的重復不能大于誤差限度，則認為是合格的，量規(guī)的體積比例尺已采用第二種驗證方法進行驗證。如果偏差確實不超過允許誤差的一半，便認為是合格的。換言之，若第二次驗證的誤差值小于允許誤差的一半，則可以認為該驗證是有效的，結果是可信的，否則，需要重新驗證。如果第三次測量的誤差小于允許誤差的一半，則認為第三次測量是可靠的。

住宅水表的發(fā)展有著悠長的歷史。在此過程中，為了適用于不同的用水特性，產生了多種不同類型的水表。居民水表的檢定和對誤差的分析處理與居民的日常生活和經濟利益有著密不可分的關系。依據本文的討論，住宅水表檢定誤差的來源主要是水表本體誤差、水表測試裝置誤差和檢定條件引入的誤差。通過這三個方面的誤差，根據住宅水表可靠性參數的正態(tài)分布和根組成，嚴格要求水表的合格與否。簡而言之，水表檢定的可靠性與可信度密切相關。為了確保安全，檢測裝置的結果誤差一般需要小于允許誤差的一半，才能被認為符合標準。