当形变足够明显 ， 致使旋转元件轴心偏移或传动机构耦合不良的情况发生时 ， 则会导致运动元件受到的阻力偏大 ， 引起示值误差严重的系统性偏负 。
水表的承压件大量采用塑料材料 ， 结构和强度设计、加工和装配精度均非常重要 ， 需要统筹考虑水压变动的宏观影响效应 。 用逆向思维考虑 ， 也可以通过在不同水压下的性能试验结果反向分析结构、材料和工艺的合理性 ， 帮助提高水表品质 。
有的水表出现了静压力试验之后的示值误差比静压力试验之前的示值误差显著偏负的情形 ， 则应考虑是否发生了由于材料强度不足导致内密封失效形成内漏的情形 ， 或者是否发生了旋转轴心偏移、传动机构耦合不良的情况 。 从这个角度考虑 ， 水表在出厂检验、首次检定时密封性检查先于示值误差检验进行更具合理性 。
水压变动的微观影响02PART
与宏观影响相比 ， 微观影响的机理更加复杂 ， 需要将关注点聚焦于叶轮式水表在低压小流量状态的计量特性表现 。
水表叶轮的转动惯量用I表示 ， 如式（1）所示 。
式中n为叶片数量 ， mi 为第i片叶片的质量 ， ri 为第i片叶片质心的旋转半径 。 无疑 ， 实际加工的叶轮总存在均匀性问题 ， 致使每片叶片之间的实际质量和质心旋转半径存在差异 。 这种差异越小 ， 叶轮的动平衡特性也将越好 。
假定水表的常用流量为Q3 ， 分界流量为Q2 ， 最小流量为Q1 ， Q3/Q1=R ， Q2/Q1=1.6 ， 并假定流量与叶轮转速成正比 。在常用流量Q3下叶轮的旋转动能EK3如式（2）所示 。
式中W3为叶轮在流量为Q3下的角速度 。在分界流量Q2下叶轮的旋转动能EK2如式（3）所示 。
式中W2为叶轮在流量为Q2下的角速度 。
显然
故：
为使比较更直观 ， 现将不同R 值下叶轮旋转动能比值计算结果如表1所示 。
表1 不同R值下叶轮旋转动能比
以R=100为例 ， 设常用流量Q3下的相对旋转动能为100% ， 则Q1到Q4流量范围内相对于流量Q3的旋转动能的百分比曲线如图1所示 。
文章插图
图1 水表相对流量与相对旋转动能曲线
如果将叶轮的旋转动能值表征为流量测量信号的强度 ， 则表1非常直观地表征出了常用流量 Q3 和分界流量Q2 下信号强度的差异 。 由此我们可以借鉴电子测量系统的信号分析方法的来分析机械测量信号 。 电子测量信号主要存在失真和干扰两种情形 ， 分别用失真度和信噪比来表征 。 经验告诉我们 ， 信号强度越强 ， 信噪比通常也越大 ， 意味着噪声比例越小 ， 测量结果也越可靠；反之 ， 信号强度越弱 ， 信噪比通常也越小 ， 意味着噪声比例越大 ， 则测量结果越不可靠 。
注：电子测量信号的信号强度通常用功率来表征 。 用旋转动能来表征机械测量信号的强度 ， 物理量的性质上与电子测量信号具有相似性 。
需要特别注意的是水表的叶轮材料均采用塑料材料 ， 密度与水接近 ， 远小于金属 ， 转动惯量很小 ， 意味着驱动旋转所需的力矩也很小 ， 故而具有较高的灵敏度 ， 可实现较大的测量范围 。 但另一方面也意味着小信号的强度更弱 ， 更容易受到干扰 。
与电子信号类同 ， 流体的流动特征也同样存在失真和干扰两种情形 。 失真的情形包括：速度分布畸变；漩涡 。 干扰的情形包括：脉动；空化效应 。
速度分布畸变主要在上游管道有局部阻挡的情形下发生 ， 漩涡则主要发生在弯头 ， 尤其是不同平面的两个弯头下游 。 下游管道结构对上游流场也有一定影响 ， 但程度较上游轻得多 。