流量點與誤差限
本頁以 ISO 4064 / OIML R49 的架構說明觀念。 實際適用的流量值、誤差限、測試點數,一律以該型號的型式認證文件與現行國家標準為準。
為什麼不是測一次就好
流量計不是線性的。同一支表在大流量和小流量下的表現差很多:
- 大流量:水衝力足,葉輪轉得順,誤差小
- 小流量:摩擦力、軸承阻力的相對影響變大,容易轉不動或轉太慢,誤差往負的方向跑
所以只測一個點完全無法代表整支表。標準規定要在涵蓋使用範圍的數個流量點分別測。
四個流量點
flowchart LR
Q1["Q1<br/>最小流量"] --> Q2["Q2<br/>分界流量"]
Q2 --> Q3["Q3<br/>常用流量"]
Q3 --> Q4["Q4<br/>過載流量"]
style Q1 fill:#fde8e8,stroke:#c00000
style Q2 fill:#fff4e0,stroke:#b7791f
style Q3 fill:#e6f4ea,stroke:#1e7e34
style Q4 fill:#e8eef9,stroke:#1f3864
| 符號 | 名稱 | 意思 |
|---|---|---|
| Q1 | 最小流量 | 表還必須維持在誤差限內的最小流量 |
| Q2 | 分界流量 | Q1 與 Q3 之間的分界。誤差限在這裡換檔 |
| Q3 | 常用流量 | 正常使用條件下的參考流量,規格上標示的就是它 |
| Q4 | 過載流量 | 短時間可承受的最大流量 |
它們之間的關係
ISO 4064:2014 的定義:
- Q2 = 1.6 × Q1
- Q4 = 1.25 × Q3
- R = Q3 / Q1 ← 這個叫量程比
R80 的意思就是 Q3 / Q1 = 80。 R 值越大,代表這支表能準確計量的範圍越寬——小流量也量得準。 所以 R80 比 R40 等級高,也比較難做。
知道 Q3 和 R,其他三個點就都算得出來:
Q1 = Q3 / R、Q2 = 1.6 × Q1、Q4 = 1.25 × Q3。
新人常見的困惑是「為什麼規格只寫 Q3 和 R」——因為其他點是推導出來的。
誤差限(MPE)分兩段
flowchart TD
A["測試流量 Q"] --> B{"Q 在哪一段?"}
B -->|"Q1 ≤ Q < Q2<br/>低流量區"| C["MPE = ±5%"]
B -->|"Q2 ≤ Q ≤ Q4<br/>高流量區"| D["MPE = ±2%"]
style C fill:#fde8e8,stroke:#c00000
style D fill:#e6f4ea,stroke:#1e7e34
| 流量區間 | 最大允許誤差 |
|---|---|
| Q1 ≤ Q < Q2(低區) | ±5% |
| Q2 ≤ Q ≤ Q4(高區) | ±2% |
上表是常溫水(T30)一般情況的值。高溫水錶或不同準確度等級的限值不同, 以該型號的型式認證為準。
為什麼低流量區比較寬
因為物理上就是比較難。小流量時葉輪的啟動阻力、軸承摩擦佔的比例大,做不到 ±2%。標準承認這個現實,所以在 Q2 以下放寬到 ±5%。
Q2 就是換檔的那條線。 這也是為什麼 Q2 常常是最難過的點——它在誤差限剛剛收緊的位置。
「限值最緊」和「最容易超出」是兩件事。 最容易被卡住的點,通常是限值剛收緊、而性能還沒完全穩定的那個交界處,也就是 Q2 附近。 不是誤差最大的點,是「餘裕最少」的點。
誤差怎麼算
表指示值 − 標準值
誤差 E(%) = ───────────────────── × 100%
標準值
分母永遠是標準器的值,不是表的值。這是新人最常算反的地方。
標準器量到 100.00 L,水錶顯示 98.50 L:
E = (98.50 - 100.00) / 100.00 × 100% = -1.50%
負號代表表走得慢(少計了),正號代表表走得快(多計了)。
正負號的意義
| 符號 | 意思 | 對誰不利 |
|---|---|---|
| 正誤差(+) | 表多計了,用戶被多收費 | 用戶 |
| 負誤差(−) | 表少計了,水公司少收費 | 供水單位 |
兩邊都不允許超限。法規對兩個方向是對稱的(±)。
判定
每一個流量點都要在該點的誤差限內。任何一點超出就是整支不合格。
flowchart TD
A["測 Q1"] --> B{"|E| ≤ 5%?"}
B -->|否| X["不合格"]
B -->|是| C["測 Q2"]
C --> D{"|E| ≤ 2%?"}
D -->|否| X
D -->|是| E["測 Q3"]
E --> F{"|E| ≤ 2%?"}
F -->|否| X
F -->|是| G["合格"]
style G fill:#e6f4ea,stroke:#1e7e34,stroke-width:2px
style X fill:#fde8e8,stroke:#c00000,stroke-width:2px
不能平均、不能互相折抵。Q1 過得很漂亮不能補償 Q2 超出。
常見錯誤
誤差算反(分母用了表的值)。 數字會很接近但不對,而且越接近限值時差異越關鍵。
用錯誤差限。 在 Q1 點套用 ±2%,或在 Q3 點套用 ±5%。先確認這個流量落在哪一區,再查限值。
流量點沒對準。 測試時實際流量偏離目標值太多,測的就不是那個點了。標準對每個測試點的流量容許範圍有規定。
用平均值判定。 三個點分別是 -4.8%、-1.9%、-0.5%,平均起來看似不錯,但 Q1 的 -4.8% 已經逼近 5% 限值,而且判定本來就是逐點判。
忘記量測不確定度。 量到 -1.98%,限值 ±2%,判合格——但如果試驗台的不確定度是 ±0.3%,真值可能已經超出。貼著限值的結果要複測。
你應該要會
- 說出 Q1/Q2/Q3/Q4 各是什麼,以及它們的換算關係
- 由 Q3 和 R 算出 Q1、Q2、Q4
- 說出兩段誤差限的分界在哪、為什麼低區比較寬
- 正確計算誤差百分比(分母是標準值)
- 解釋正負誤差分別對誰不利
- 說明為什麼各點要分別判、不能平均