在液體流量計(jì)檢測(cè)過(guò)程中，檢測(cè)精度至關(guān)重要，而流量裝置相對(duì)較為復(fù)雜，存在較多的影響精度的因素—諸如檢測(cè)人員、設(shè)備、環(huán)境條件和檢測(cè)方法等會(huì)影響流量計(jì)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性，把握不好會(huì)得出不同的流量計(jì)系數(shù)以至得到誤判，使得溯源精度差、檢測(cè)結(jié)果不可靠[22][23][24]。本系統(tǒng)檢測(cè)方法原理為靜態(tài)質(zhì)量法和標(biāo)準(zhǔn)表法的檢測(cè)流程由幾個(gè)環(huán)節(jié)組成，每個(gè)環(huán)節(jié)總存在著影響檢測(cè)精度的因素：如流量計(jì)檢測(cè)過(guò)程中實(shí)時(shí)采集和分析試驗(yàn)流體通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)、被測(cè)流量計(jì)和稱重容器的溫度變化范圍和壓力變化范圍是否在檢定規(guī)程規(guī)定范圍內(nèi)，否則無(wú)效并舍棄重新檢測(cè)[28][29]；流量調(diào)節(jié)閥造成的試驗(yàn)流體的不穩(wěn)定，由此盡量選用穩(wěn)定度高的球形閥[30]；
  再者檢測(cè)系統(tǒng)還必須實(shí)時(shí)檢測(cè)環(huán)境空氣溫度，計(jì)算空氣密度，對(duì)電子秤的稱量值進(jìn)行，浮力修正，得到稱重容器內(nèi)準(zhǔn)確的液體質(zhì)量；還有選用氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥，以滿足靜態(tài)質(zhì)量法檢測(cè)過(guò)程迅速停止和運(yùn)行、排水閥快速開(kāi)閉等等。任何測(cè)量過(guò)程，造成流量計(jì)檢測(cè)結(jié)果誤差的因素都是客觀存在、不可避免的，對(duì)于檢測(cè)系統(tǒng)的試驗(yàn)裝置，根據(jù)其裝置結(jié)構(gòu)和工作原理，可以發(fā)現(xiàn)影響檢測(cè)精度的因素主要有以下幾種：換向器換向時(shí)累積流量誤差、累積脈沖的計(jì)數(shù)誤差和試驗(yàn)流體穩(wěn)定性等等。為了后續(xù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)可靠，首先通過(guò)本章對(duì)這幾個(gè)主要因素進(jìn)行分析并提出對(duì)策。 

圖 3-1 換向器結(jié)構(gòu)示意圖 
  靜態(tài)質(zhì)量法檢測(cè)過(guò)程中，換向過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)器中流量時(shí)間圖如圖 3-2 所示。在   →   和   →   時(shí)間段上，單位時(shí)間內(nèi)流入稱重容器中的液體量的過(guò)程是非線性的，開(kāi)始時(shí)從0 逐漸上升至流量  ，結(jié)束時(shí)又從  逐漸降至 0，即切入和切出動(dòng)作分別都有一個(gè)過(guò)渡過(guò)程，分別持續(xù)時(shí)間為  和  。從圖 3-2 可以看出，在檢測(cè)時(shí)間 t 內(nèi)，液體流過(guò)被檢流量計(jì)的的實(shí)際累積流量值為： 
  2 3 4 5 6M =F +F +F +F +F  而在檢測(cè)過(guò)程中流入標(biāo)準(zhǔn)器稱重容器中的累積流量值為：  
  (3-2)s1 3 4 6 7M =F +F +F +F +F

圖 3-2 換向過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)器中流量時(shí)間圖 

  解決辦法：換向器的換向誤差是換向器切入和切出兩個(gè)換向過(guò)渡時(shí)間段流量特性的不對(duì)稱和標(biāo)準(zhǔn)器注入液體時(shí)和被檢流量計(jì)輸出脈沖開(kāi)始計(jì)數(shù)的不同造成的累積流量不一致誤差。因此為了減小上述誤差，應(yīng)選擇或設(shè)計(jì)切入和切出兩個(gè)過(guò)渡過(guò)程的時(shí)間段盡可能的短（如小于 0.15s），同時(shí)切入切出行程時(shí)間差也盡量短（如小于 0.02s）的換向器，例如可以選擇驅(qū)動(dòng)力較大的氣動(dòng)換向器，德國(guó)的 PTB 實(shí)驗(yàn)室在 2010 年建造的動(dòng)/靜態(tài)流量標(biāo)準(zhǔn)裝置等采用此類換向器并進(jìn)行了相關(guān)仿真[25]。
  還有使得光電開(kāi)關(guān)信號(hào)被觸發(fā)的時(shí)間點(diǎn)在切入（或切出）過(guò)渡過(guò)程的中心位置。這樣，便可以極大程度地消除換向器造成的誤差。根據(jù)換向器結(jié)構(gòu)示意圖所示，換向器處于完全切出狀態(tài)，通過(guò)將光電開(kāi)關(guān)放置在換向行程中心位置，和擋板放在切入側(cè)（也就是切入稱量容器過(guò)程中的起始位置），可以有效減小換向?qū)е碌恼`差。 

2、累積脈沖的計(jì)數(shù)誤差 ：
  流量計(jì)的輸出信號(hào)可以分為脈沖頻率信號(hào)和模擬電流信號(hào)輸出兩類。在靜態(tài)質(zhì)量法的檢測(cè)過(guò)程中，為了得到被檢流量計(jì)在一段時(shí)間內(nèi)的累積流量值，一般選擇該流量計(jì)的脈沖輸出，而對(duì)于矩形波的一個(gè)脈沖定義為從 0（設(shè)為低電平）到 1（設(shè)為高電平）再到0 的變化過(guò)程。計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)從接收到換向器換向后發(fā)出的光電信號(hào)后開(kāi)始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器在遇到脈沖信號(hào)的上升沿/下降沿才被觸發(fā)，而光電開(kāi)關(guān)信號(hào)的發(fā)出幾乎不可能與脈沖信號(hào)的上升沿來(lái)到具有一致性，隨機(jī)性比較大，開(kāi)始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)的時(shí)刻可能會(huì)出現(xiàn)在一個(gè)脈沖的任意位置，同理，結(jié)束計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)的時(shí)刻也會(huì)出現(xiàn)在一個(gè)脈沖的任意位置，導(dǎo)致誤差產(chǎn)生，如圖 3-3 所示。 

圖 3-3 計(jì)數(shù)誤差（±1 個(gè)）圖 

  也就是說(shuō)，在極限狀態(tài)下脈沖計(jì)數(shù)的誤差大小為?= ±1。 

圖 3-4 計(jì)數(shù)誤差圖 
  脈沖計(jì)數(shù)引入的±1 個(gè)誤差對(duì)流量的度有很大影響。例如：對(duì)于 0.1 級(jí)的質(zhì)量流量計(jì)，在檢測(cè)過(guò)程中累計(jì) 2000 個(gè)脈沖，這樣，僅僅一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)的誤差就造成了質(zhì)量流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表使用時(shí)的不確定度為 0.05%，這是千萬(wàn)要杜絕的。

  靜態(tài)質(zhì)量法設(shè)計(jì)思路：光電開(kāi)關(guān)信號(hào)觸發(fā)是在換向器切入/切出的行程中心處，即換向器換向后有一段延時(shí)才觸發(fā)光電開(kāi)關(guān)信號(hào)，進(jìn)而觸發(fā)計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)器開(kāi)始對(duì)被測(cè)表進(jìn)行計(jì)數(shù)，因此靜態(tài)質(zhì)量法中被檢流量計(jì)的輸出脈沖信號(hào)的累計(jì)脈沖數(shù)可以通過(guò)的方法原理如圖 3-5 所示。 

圖 3-5 脈沖計(jì)數(shù)法原理圖 
  該方法原理的使用流程是：當(dāng)控制臺(tái)接收到光電觸發(fā)開(kāi)始信號(hào)并發(fā)出計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)命令后，當(dāng)檢測(cè)到某個(gè)流量?jī)x表（假設(shè)先檢測(cè)到標(biāo)準(zhǔn)表）輸出信號(hào)的個(gè)高電平來(lái)臨，計(jì)數(shù)器分別開(kāi)始對(duì)標(biāo)準(zhǔn)表、被檢表進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)；當(dāng)控制臺(tái)接收到光電觸發(fā)停止信號(hào)并發(fā)出計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)停止命令后，檢測(cè)到標(biāo)準(zhǔn)表輸出信號(hào)的個(gè)高電平來(lái)臨時(shí)，停止計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)，記錄標(biāo)準(zhǔn)表脈沖計(jì)數(shù)和檢測(cè)時(shí)間分別為  和  ，被檢表脈沖計(jì)數(shù)和檢測(cè)時(shí)間分別為N  和  ；當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)表開(kāi)始計(jì)時(shí)后，被檢表輸出信號(hào)的高電平來(lái)臨，計(jì)數(shù)器分別開(kāi)始對(duì)標(biāo)準(zhǔn)表、被檢表進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)停止命令發(fā)出后，檢測(cè)到被檢表輸出信號(hào)的個(gè)高電平來(lái)臨時(shí)，停止計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)，記錄被檢表脈沖計(jì)數(shù)和檢測(cè)時(shí)間分別為  和  。在數(shù)據(jù)處理時(shí)，利用流量?jī)x表在一個(gè)穩(wěn)定的流量點(diǎn)下發(fā)出的頻率 f 是固定的，可以得到： 
被檢表的脈沖數(shù)： N  =  ×
  標(biāo)準(zhǔn)表法檢測(cè)流量計(jì)時(shí)，則利用控制臺(tái)發(fā)出計(jì)數(shù)/計(jì)時(shí)命令后，以下過(guò)程同上。 從上面幾個(gè)式子可以看出，采用這種方法后，計(jì)數(shù)誤差便只取決于計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)準(zhǔn)確度。 

3、試驗(yàn)流體的穩(wěn)定度：
  水流量波動(dòng)的大小，也就是試驗(yàn)介質(zhì)的穩(wěn)定度對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)裝置的擴(kuò)展不確定度是個(gè)很重要的指標(biāo)。依照檢定規(guī)程，被檢儀表的每一個(gè)流量點(diǎn)下都需要多次檢定，每個(gè)工作流量點(diǎn)每次檢測(cè)時(shí)，水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速引起的水流波動(dòng)經(jīng)過(guò)變頻和穩(wěn)壓容器的消氣穩(wěn)流得到緩沖消除，此處可忽略。 
  2014 年，天津大學(xué)的陳卓[27]通過(guò)更換不同的水流管路徑進(jìn)行試驗(yàn)研究，結(jié)果證明管路結(jié)構(gòu)中管路直徑大小的不同對(duì)流量計(jì)檢測(cè)中試驗(yàn)介質(zhì)水流的穩(wěn)定性有較大影響，因此應(yīng)盡量選擇合適的管徑。山東大學(xué)的郭蘭蘭[22]通過(guò)彎管內(nèi)加裝導(dǎo)流片進(jìn)行數(shù)值模擬可知該方法可以有效減少?gòu)澒軒?lái)的水流波動(dòng)的影響。因此在管路設(shè)計(jì)中盡可能的減少試驗(yàn)管路彎頭以及在彎管內(nèi)加裝導(dǎo)流片來(lái)解決。 

4、本章小結(jié)：
  由于影響流量計(jì)檢測(cè)系統(tǒng)中水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的計(jì)量準(zhǔn)確度的因素繁多且復(fù)雜，僅僅根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)程采取措施來(lái)控制每一影響因素是不夠的，在實(shí)際應(yīng)用中很難達(dá)到，所以為了盡可能減小決定標(biāo)準(zhǔn)裝置準(zhǔn)確度的系統(tǒng)誤差，通過(guò)本章對(duì)系統(tǒng)檢測(cè)計(jì)量的主要誤差影響因素進(jìn)行了深入分析研究并給出了相應(yīng)的解決辦法，可以***大限度的提高系統(tǒng)檢測(cè)精度。