趙蕾榮

中國石化集團公司勝利石油管理局 供水公司水質檢測中心 （山東 東營 257000）

淺談水表檢定中的數據處理

趙蕾榮

中國石化集團公司勝利石油管理局 供水公司水質檢測中心 （山東 東營 257000）

測得值有準確數和近似數之分。準確數就是客觀存在的，有些是理論和定義中的數，如三角形的內角和是180度中的“180”。而近似數是由可靠數和不可靠數組成。這些近似數包括：所有測得值和測量結果；經過修約后的任何數值；經測定得到的物理常數；等截取到一定位數時。

在測量過程中，任何測量的準確度都是有限的，我們只能以一定的近似值來表示測量結果。因此，測量結果數值計算的準確度就不應該超過測量的準確度，如果任意地將近似值保留過多的位數，反而會歪曲測量結果的真實性。在測量和數字運算中，確定該用幾位數字來代表測量值或計算結果，是一件很重要的事情。任何儀器都有一定的讀數分辨率。在讀數分辨率以下，被測量的數值是不確定的。因此，所有讀數都只需讀到能分辨的最小單位。

1 被測量的獲取

0.2 級水表檢定裝置，是屬于分段計量的。當測量范圍是DN（15～25）mm時，兩個工作量器的最大體積分別是103L和20.6L（中間值10.3L）。所對應的工作量器標尺的分度值分別是 0.1L、0.02L和0.01L。水表應對常用流量、分界流量和最小流量三個流量點進行檢定，每個流量點檢定時的用水量分別為100L、20L和10L，檢定完畢進行讀數時，被測量值的可靠數分別是小數點后一位、兩位和兩位。

在JJG162-2009《冷水水表》中規(guī)定，檢定標尺的分格值應足夠小，以保證水表的分辨力：對于1級水表，不超過最小流量Q1下流過1.5h的實際體積值的0.25%；對于2級水表，不超過該體積值的0.5%。

例如，測量范圍為DN(15～25)mm的水表檢定裝置，檢定一塊DN15mm的2級水表，在最小流量31.25L/m3下，流過1.5h的實際體積值的50%，檢定標尺的最小分度值應為0.2L。而目前0.2級的水表檢定裝置的最小分度值是0.01L，滿足檢定規(guī)程的要求。

當首位元件連續(xù)顯示時，允許每次讀數誤差不超過最小標尺分格間距的一半。當首位元件斷續(xù)顯示，允許每次讀數誤差為一個數字。

在進行讀數時，應讀取工作量器的液位凹面距離標尺分格間距最近的刻度。使讀數誤差小于最小分度值的一半，這樣就使得保留小數點最末的一位數字變?yōu)榻茢怠?/p>

在讀取被測量值時，有時會出現讀取有小數點位數不足的現象。當出現整分度值或讀數的末位是零時，不足“0”或丟失“0”，這種讀取方法是不正確的，小數點后從第一個不為零得數算起，后面的“0”不可以隨便添加和臆造，因為其反映了測量準確度（見圖1）。

從圖1中可以看到，當液位線的凹面指向標尺刻度時，不論工作量器的液位接近整刻度線（10或100），還是接近分刻度線，讀取被測量值小數點的位數應與最小分度值小數點的位數相對應。并且讀數誤差小于最小分度值的一半，滿足JJG162-2009《冷水水表》的要求。

2 數據處理

0.2 級水表檢定裝置的擴展不確定度是0.2%，目前常用水表的準確度等級是2級，其誤差是用相對誤差來表示的。在JJG162-2009《冷水水表》中規(guī)定，在水溫0.1～30℃范圍內，水表的最大允許誤差在高區(qū)（Q2≤Q≤Q4）為±2%，低區(qū)（Q1≤Q＜Q2）為±5%。水溫超過30℃時，水表在高區(qū)的最大允許誤差為± 3%，低區(qū)仍為±5%。

水表最大允許誤差的有效數字的位數是一位，技術規(guī)范中規(guī)定，在通常情況下，合成不確定度和擴展不確定度最多為兩位有效數字。但保留一位有效數字時，可能導致很大修約誤差，特別是當第一位有效數字較小時。

例如：水表在常用流量、分界流量和最小流量的檢定誤差值分別為0.24%、1.36%和3.48%。如果保留一位有效數字，其修約后的讀數為0.2%、1%和3%，修約誤差為0.04%、0.36%和0.48%，修約誤差分別是測量結果不確定度的20%、36%和16%；如果保留兩位有效數字，其修約后的讀數為0.24%、1.4%和3.5%，修約誤差為0.00%、-0.04%和-0.02%，修約誤差分別是測量結果不確定度的0.0%、-2.86%和0.57%。

在進行數據修約時，當被舍棄數小于五時則舍去；大于五時則進一；當被舍棄得數恰巧等于五時，要看被舍棄的數前面是偶數還是奇數，是奇數者進一，是偶數則棄而不計，遵守偶舍奇入的規(guī)則。如將誤差值1.245%和1.235%取為三位有效數字時，則分別記作1.24%和1.24%，對測量結果的修約，應按國家標準GB3101-1993《有關量、單位和符號的一般原則》的規(guī)定進行，不允許連續(xù)修約。

3 結 論

不確定度一般保留1～2位有效數字，當修約前第一位有效數字為1或2時，測量結果的不確定度應取兩位有效數字；3或以上時，可用一位或兩位有效數字。

在計算測量結果不確定度的過程中，中間結果的有效位數可比測量結果有效數字的位數多一位，這樣對評定測量結果的質量影響不大。

黃永場

2011-03-30