浅谈水表检定中的数据处理

赵蕾荣

中国石化集团公司胜利石油管理局 供水公司水质检测中心 （山东 东营 257000）

浅谈水表检定中的数据处理

赵蕾荣

中国石化集团公司胜利石油管理局 供水公司水质检测中心 （山东 东营 257000）

测得值有准确数和近似数之分。准确数就是客观存在的，有些是理论和定义中的数，如三角形的内角和是180度中的“180”。而近似数是由可靠数和不可靠数组成。这些近似数包括：所有测得值和测量结果；经过修约后的任何数值；经测定得到的物理常数；等截取到一定位数时。

在测量过程中，任何测量的准确度都是有限的，我们只能以一定的近似值来表示测量结果。因此，测量结果数值计算的准确度就不应该超过测量的准确度，如果任意地将近似值保留过多的位数，反而会歪曲测量结果的真实性。在测量和数字运算中，确定该用几位数字来代表测量值或计算结果，是一件很重要的事情。任何仪器都有一定的读数分辨率。在读数分辨率以下，被测量的数值是不确定的。因此，所有读数都只需读到能分辨的最小单位。

1 被测量的获取

0.2 级水表检定装置，是属于分段计量的。当测量范围是DN（15～25）mm时，两个工作量器的最大体积分别是103L和20.6L（中间值10.3L）。所对应的工作量器标尺的分度值分别是 0.1L、0.02L和0.01L。水表应对常用流量、分界流量和最小流量三个流量点进行检定，每个流量点检定时的用水量分别为100L、20L和10L，检定完毕进行读数时，被测量值的可靠数分别是小数点后一位、两位和两位。

在JJG162-2009《冷水水表》中规定，检定标尺的分格值应足够小，以保证水表的分辨力：对于1级水表，不超过最小流量Q1下流过1.5h的实际体积值的0.25%；对于2级水表，不超过该体积值的0.5%。

例如，测量范围为DN(15～25)mm的水表检定装置，检定一块DN15mm的2级水表，在最小流量31.25L/m3下，流过1.5h的实际体积值的50%，检定标尺的最小分度值应为0.2L。而目前0.2级的水表检定装置的最小分度值是0.01L，满足检定规程的要求。

当首位元件连续显示时，允许每次读数误差不超过最小标尺分格间距的一半。当首位元件断续显示，允许每次读数误差为一个数字。

在进行读数时，应读取工作量器的液位凹面距离标尺分格间距最近的刻度。使读数误差小于最小分度值的一半，这样就使得保留小数点最末的一位数字变为近似数。

在读取被测量值时，有时会出现读取有小数点位数不足的现象。当出现整分度值或读数的末位是零时，不足“0”或丢失“0”，这种读取方法是不正确的，小数点后从第一个不为零得数算起，后面的“0”不可以随便添加和臆造，因为其反映了测量准确度（见图1）。

从图1中可以看到，当液位线的凹面指向标尺刻度时，不论工作量器的液位接近整刻度线（10或100），还是接近分刻度线，读取被测量值小数点的位数应与最小分度值小数点的位数相对应。并且读数误差小于最小分度值的一半，满足JJG162-2009《冷水水表》的要求。

2 数据处理

0.2 级水表检定装置的扩展不确定度是0.2%，目前常用水表的准确度等级是2级，其误差是用相对误差来表示的。在JJG162-2009《冷水水表》中规定，在水温0.1～30℃范围内，水表的最大允许误差在高区（Q2≤Q≤Q4）为±2%，低区（Q1≤Q＜Q2）为±5%。水温超过30℃时，水表在高区的最大允许误差为± 3%，低区仍为±5%。

水表最大允许误差的有效数字的位数是一位，技术规范中规定，在通常情况下，合成不确定度和扩展不确定度最多为两位有效数字。但保留一位有效数字时，可能导致很大修约误差，特别是当第一位有效数字较小时。

例如：水表在常用流量、分界流量和最小流量的检定误差值分别为0.24%、1.36%和3.48%。如果保留一位有效数字，其修约后的读数为0.2%、1%和3%，修约误差为0.04%、0.36%和0.48%，修约误差分别是测量结果不确定度的20%、36%和16%；如果保留两位有效数字，其修约后的读数为0.24%、1.4%和3.5%，修约误差为0.00%、-0.04%和-0.02%，修约误差分别是测量结果不确定度的0.0%、-2.86%和0.57%。

在进行数据修约时，当被舍弃数小于五时则舍去；大于五时则进一；当被舍弃得数恰巧等于五时，要看被舍弃的数前面是偶数还是奇数，是奇数者进一，是偶数则弃而不计，遵守偶舍奇入的规则。如将误差值1.245%和1.235%取为三位有效数字时，则分别记作1.24%和1.24%，对测量结果的修约，应按国家标准GB3101-1993《有关量、单位和符号的一般原则》的规定进行，不允许连续修约。

3 结 论

不确定度一般保留1～2位有效数字，当修约前第一位有效数字为1或2时，测量结果的不确定度应取两位有效数字；3或以上时，可用一位或两位有效数字。

在计算测量结果不确定度的过程中，中间结果的有效位数可比测量结果有效数字的位数多一位，这样对评定测量结果的质量影响不大。

黄永场

2011-03-30