基于M/T算法针对机械式水表误差检测及校准的改进方法

　　0 引言

　　水表作为最普遍的流量计量仪表，其架构在很大程度上保持着机械式结构。为了使其计量准确，有必要检测并分析水表的流量误差性能，从而在校准工作中正确运用这一性能特点，尽可能减少水表的计量误差^[1]。

　　目前的误差检测及校准设备主要是采用基于收集法的标准量器检定装置确定其基本误差并进行校准，然而，标准量器仅能部分地确定水表校验中的固有误 差，实际上还存在着可归因于读数误差、切换误差、液面指示误差和时间相关误差等一系列的系统误差和随机误差。这些误差可通过列出的不确定源，并给其规定值 来加以考虑并估计其幅值。但由于这些误差对水表检测的总不确定度有影响，而且其影响幅度是完全不能预计的。另外，基于这种装置的校准过程完全取决于工人操 作经验以及主观估计，可靠性十分低。因此，很有必要对现有误差检测及校准的方法进行改进，进一步提高水表实验装置的准确度和工作效率。

　　1 水表误差检测及校准原理

　　1. 1 传统误差检测方法

　　收集法是最常用的检测方法，把流经被测水表的水量收集到一个或数个容器内，并用静态容积法或静态称量法测量容器水量，和水表的示值进行比较，确定水表的示值误差。误差计算公式如式( 1) 所示^[2]:

　　式中: δ 为被测表误差; V 为检测时水表记录的水量; V0为检测时经水表注入工作量器的实际水量。记录的水量和实际水量的差值与实际水量的百分比即为水表误差值。

　　1. 2 误差检测改进方法

　　针对目前水表检测存在的问题，在标准表法基础上进行改进。假设同型号的标准表与被测表串联检测，在相同的瞬时流量约定真值为Q₀的水流过状态下，消耗的时间为T，标准表和被测表表盘计数环节转过的容积示值分别为V₀和V，设标准表的瞬时流量为约定真值即Q₀= V₀/ T，被测表的示值瞬时流量为Q = V / T，所以在式( 1) 中分子分母同时除以实验所需时间，则有

　　可见根据标准表和被测表的瞬时流量Q 和Q₀，可以求得被测表相对于标准表的误差。根据水表机械原理标准表和被测表的瞬时流量Q 和Q₀与叶轮转速 v 和 v0成正比，所以式( 2) 可改写为

　　始动元件( 又称梅花指针) 是鉴别机械式水表转动状态的标志元件，是水表计数器的始动环节。通过齿轮传动与叶轮进行一定传动比的同步转动，它的转速与叶轮转速成正比，所以对标准表和 被测表始动元件进行瞬时速度检测，就可求得被测表相对于标准表的误差并进行校准，无需考虑时间因素。