淺談燃氣表計量誤差

王紅利 劉學智

（1濰坊華潤燃氣有限公司，山東 濰坊 261200；2山東一通工程技術服務有限公司，山東 濟南 250101）

在分析之前，我們首先了解誤差的概念和表示方法及相關概念。

（1）誤差：

測量誤差是客觀存在的，任何測量儀表進行測量時，測得值總不可能準確地等于被測量的真值，這種不一致的程度，在數(shù)值上的表現(xiàn)即為誤差。什么是真值：在某一時刻和某一位置或狀態(tài)下，某一量的效應體現(xiàn)出的客觀值或實際值。真值是一個嚴格意義上的理論值，它是一個無法測到的值。在實際測量中，通常用約定值、相對真值或是一系列已修正過的算術平均值來代替真值。高一級標準的計量儀表與低一級標準的計量儀表的誤差相比，前者是后者的相對真值。

（2）絕對誤差：是測量值與被測值之差。

Δ=Χ-Χ0

Δ—絕對誤差 Χ—測量值 Χ0—真值

（3）相對誤差：測量的絕對誤差與被測量〔約定〕真值之比。乘以100所得的數(shù)值，以百分數(shù)表示。

δ=Χ-Χ0／Χ0×100%

δ—相對誤差

當絕對誤差的值一定時，真值越大誤差越小，如測兩個真值為10℃和100℃的溫度，分別測得10.1℃和100.1℃，絕對誤差均為0.1反映不出大小，但是通過與真值比較，則得出測10℃時誤差為1%、測100℃時誤差為0.1%，顯然測100℃比測10℃溫度時更為精確。

（4）基本誤差：計量儀表在規(guī)定的參比條件下確定的誤差(引用誤差)。在儀表量程范圍內，各測量點的絕對誤差是不同的，其最大絕對誤差的絕對值相對儀表量程的百分數(shù)叫做基本誤差。

η=|Δz|／L×100%

η—基本誤差 Δz—最大絕對誤差 L—儀表量程

（5）精度等級：基本誤差去掉百分號后的數(shù)值為儀表的精度等級。就是我們通常所說的1.0級、1.5級計量器。

以公司民用燃氣表為例分析計量誤差，額定流量1.6M3／h，最大流量2.4M3／h，工作壓力2000Pa，精度等級1.5 級；天然氣雙眼灶最大流量0.8M3／h。該類燃氣表最大絕對誤差為

|Δz|=2.4×1.5／100=0.036 m3／h

最大流量所固有的最大絕對誤差，在量程范圍內不因為工作流量變化而變化。

天然氣雙眼灶全開0.8M3／h流量下基本誤差為

η= 0.036／0.8×100=4.5%

天然氣單眼灶、或雙眼灶只開一個灶頭0.4M3／h流量下基本誤差為（除節(jié)假日外，居民用戶日常用氣主要以開單眼灶做飯為主）

η= 0.036／0.4×100=9%

這就是說公司給用戶供氣100 m3，就損失氣量9m3。100 m3也是一個普通用戶一年用氣量?？紤]溫度、壓力因素損失量：濰坊地區(qū)全年平均溫度12.6℃（絕對溫標為285.6K），大氣壓力為101300Pa，燃氣法定貿易結算溫度（1標準大氣壓101325 Pa）20℃（絕對溫標為293K）。燃氣表顯示100 M3流量實際需供氣量為：

V= 100 ×（101300 ＋ 2000）／101325 ×（293／285.6 ）=104.59m3

綜合上述所有因素，公司每給用戶供氣100m3，就損失氣量9+4.59=13.59m3

從以上計算得出結論，燃氣表“量程”和“精度等級”對計量誤差影響巨大（儀表性能因素除外），但是通過兩者對于計量誤差的影響效果來看，選用合適量程的燃氣表，比選用精度等級高的燃氣表更重要（經濟因素和計量誤差平衡性）。從上述分析中，我們可以知道在溫度、壓力因素中除壓力因素無法解決外，在經過多年的實踐后，發(fā)現(xiàn)凡是具有可動部件的儀表，由于室外溫差變化都會對儀表的計量帶來影響，特別是北方地區(qū)，到了冬季晝夜溫差比較大，大部分使用的燃氣儀表又不是連續(xù)運行儀表，一旦停氣，燃氣管道內的凝結水珠就會結冰，使得儀表在再次啟動時無法啟動，造成儀表無法計量甚至無法用氣的可能，我們可在冬季采用升高燃氣溫度的方法，減小輸氣損失。為了保證燃氣計量儀表的準確度能夠符合要求，不僅需要保證正確的選型和安裝調試，同時還需要保證首次強制檢定與周期檢定。在兩次周期檢定期間，需要對實流進行在線校準，從而及時發(fā)現(xiàn)故障問題，并及時采取相應的有效措施進行排除。

針對工業(yè)、公福用戶，由于篇幅所限不再做粗略計算。由于工業(yè)、公福用戶所用渦輪表或是羅茨表，都有溫壓補償裝置，選型時選擇合適量程的燃氣表，是減少計量誤差的重要手段。

燃氣表工作流量與最大量程差值越大，則計量誤差越大且趨向于負（燃氣表故障除外）；燃氣表工作流量與最大量程差值越小，則計量誤差越小且趨向于正。

重復性表征儀表隨機誤差的大小，同基本誤差一起，是反映計量儀表性能的兩項重要指標，由于我們沒有效手段去干預，在此不做敘述。

1 說明

1.±1%R的意思精度是實際讀數(shù)的±1%，是個隨實際讀數(shù)變化的值，±2%FS的意思精度是滿量程的±2%，是個穩(wěn)定的值。R是英文Read(讀數(shù))的第一個大寫字母，F(xiàn)S 是英文Full SCAL（滿量程）的簡寫。

2.引用誤差：引用誤差是儀表中常用的一種誤差表示方法，它是相對于儀表滿量程的一種誤差，測量的絕對誤差與儀表的滿量程值之比，稱為儀表的引用誤差，它常以百分數(shù)表示。比較相對誤差和引用誤差的公式可知，引用誤差是相對誤差的一種特殊形式。也可理解為根據(jù)誤差的表示方法不同，誤差分為絕對誤差與相對誤差；

2 淺談儀表參數(shù)設定對計量誤差的影響

2.1 氣態(tài)方程

V標=V工×P工∕P標×T標∕T工×1∕Z

V標—代表標準狀態(tài)體積（293K 101325Pa）

V工—代表工作狀態(tài)體積

P工—代表工作狀態(tài)壓力（絕對壓力，表壓Pg+大氣壓Pa）

P標—代表標準大氣壓（101325 Pa）

T標—代表標準狀態(tài)溫度（293K）

T工—代表工作溫度

Z—代表壓縮因子（工作壓力超過1MPa就要計算壓縮因子影響）

P標—國家規(guī)定的標準大氣壓101.325KPa，流量計設定的恒定值，可后臺調整。

Pa—當?shù)卮髿鈮?，無壓力補償?shù)牧髁坑嫶酥禐樵O定值；帶壓力補償流量計已進行了補償，計量無損失；無壓力補償?shù)牧髁坑嬎幍貐^(qū)，氣壓越低，計量損失越大；大氣壓大于標準大氣壓時，計量增加；Pa越大，標準狀態(tài)下的體積量越大，對燃氣公司越有利。帶補償流量計可通過修正傳感器參數(shù)增大Pa；無壓力補償?shù)牧髁坑嬁尚薷脑O定值增大Pa，使標況流量增加。

流量計處介質的絕對壓力比標準壓力每下降1KPa，計量損失約1%；流量計處介質溫度每降低2.93 攝氏度，計量損失約1%。，計量儀表氣體工況向標況轉換，從上面從氣態(tài)方程式可以導出看，在儀表設置時降低P標、提高T標、降低Z、提高 P工、降低T工，都會增大V標的數(shù)值。

2.2 流量調整措施

2.2.1 對于以工況計量結算的儀表

根據(jù)氣態(tài)方程導出：V工=P標×T工∕P工×T標×V標

當?shù)卮髿鈮旱陀跇藴蚀髿鈮旱貐^(qū)的燃氣公司，不需要對皮膜表進行壓力修正；反之須進行壓力修正。當工作壓力小于標準大氣壓時，可不作壓力修正；當工作壓力大于標準大氣壓時，必須進行壓力修正，可調大P標或調小Pa和Pg。無論怎樣調小工作壓力（Pa+Pg），都會降低氣量損失，目前在公司層面能做到的是調低Pg，這是對家用表氣量損失唯一的補償手段。

當全年平均氣溫低于標準氣溫（20℃）的地區(qū)需作溫度補償，反之可不作溫度補償。

22.2對于以標況計量結算的儀表

選用的氣體流量計，必須具備溫壓補償功能，否則按氣態(tài)方程進行修正。

3 結語

在儀表計量過程中誤差是客觀存在不能避免的，造成誤差的因素有很多，文章第一部分主要論述了燃氣表“量程”和“精度等級”對計量誤差的影響。從研究結果來看，燃氣表量程對于誤差的影響相對而言要大一些，所以以后在遇到需要抉擇的時候，為儀表選擇合適的量程比選用更高的精度等級更能減小誤差。第二部分論述了儀表參數(shù)設定對計量誤差的影響，也提出了對應的措施，希望能夠幫助到各位讀者。