尤登概念
用两台名义上相同的涡轮流量计串联安装以评定该型流量计的重复性，并通过差分分析来评定对测量装置总的随机不确定度的影响，这一技术于1950年末作者与英国Rawlings火箭推进研究院的协作比对活动中首次在NEL应用。
这一技术于1970年由NEL的Hayward博士予以改进，当时在英国，随着北海油田的开发,油流量测量的准确度与重复性的重要意义已经非常明显了。在华盛顿的NBS，Mattingly博士根据NBS于1950年对化学样品的分析测试所开发的技术，做了类似的工作。在他的情况下，这是指严格规定在每一台设备上要进行的测试顺序，以保证令尽可能多的变动的根源被消除或减小到无足轻重的程度（类似于在相同流量率之下进行测试）。于是使用常规的控制图表法就可以确定一台仪表相对于另一台仪表的特性曲线。当将此结果绘在尤登图上时就显示出所发现的变化的特性[8]。这样，随机不确定度和系统不确定度都能被鲜明地描绘出来并予以判定。
尤登图的绘制是通过数据的中点画水平线和垂直线，这些数据包括每台设备的所有测量，按比例画在纵横坐标图上，落在第一象限内的数据，在不同的程度上，相对于各涡轮流量计仪表常数的最佳估计真值是系统地偏"高"了。与此相似，落在第三象限中的数据是系统地偏"低"了。在第二象限和第四象限中的数据是"一致的"或随机的。于是，数据落在以原点为心的一个园形以内或以斜率为±1的两个主轴的椭园形分布的程度如何，来定量评价流量设备和流量计系统变化的性质。
可以根据的所有的数据点在通过中心点的斜率为＋1的直线上的平行与垂直投影来计算出标准偏差，以便将数据的整个误差予以分类。平行的标准偏差与垂直标准偏差的比率给出数据的椭园的程度与取向。如果此比率大于1则误差主要是系统性的。根据误差的幅度可以在仪表特性或流量设备中去寻找此误差的可能来源。
如果比率远远小于1，则表明传递标准组件或流量设备未具备足够的分辨力，或者是操作人员不相协调。
如果此率接近于1，则随机误差与系统误差大致相等，则需要作出决定，覆盖数据散布范围的圆半径的大小是否可以接受，还是需要加以改善。
双流量计传递标准组件的发展
标定装置的测试段在仪表被测试的平面处应该具有"理想的"流场分布。在NBS的标准组件中，两台标准流量计的上游装有整流器。在规定流量下每台流量计的测量结果，当一台流量计占据上游位置时，可以认为与另一台流量计随后在同一位置的测量结果无关，于是就满足了两台流量计之间统计独立的尤登要求。
作者研究了Mattingly的技术并作了两项必要的修改，以便还能进一步辨别那些引起不同测试设备所得结果之间的不一致性的可能的原因。
第一项改进是将整流器安装在两台流量计之间而不是装在第一台流量计之前。由于隔开了下游流量计并令上游流量计受到实际的上游流动工况的作用，两台流量计在上游与下游位置上相应结果之间的任何差别，将揭示出测试段?quot;理想"状况相关多大[9]。
成功地应用这一改进的实例是NEL与荷兰Delft水力学实验室之间进行的比对活动[10]。结果表明相互符合得很好，允许在这两个实验室对孔板组件进行不同的研究。这一组件以后在国际比对测试顺序中使用[11]。
然而可能有这样的情况，即相同的两台流量计会以同一方式在测试过程中受到影响，例如老化或磨损的影响。这只有在最初的测试装置上再次测试此组件才能发现。或者，如果是由测试装置的特定流动状况所引起的影响，确实可能完全发现不了。所以，作者的第二项改进是针对传递标准组件，即在前后排列中使用两台不同的流量计。显然它们将对于比对活动进程中的任何变化作出不同的反应。
使用两台不同的流量计（只要它们都足够灵敏而且复现性好）的另一个理由是，在实践中，测试设备要用于标定各种各样不同的流量计量装置。比如说，一次国际比对只是依据两台涡轮流量计的组件，就可能使结论不能非常中肯，因为与实际使用的流量计（不是涡轮流量计）在响应方面有动态的差异。即使在相同的流动状况下也会有差异。
所以，由于选择了两台不同的测量仪表，任何在响应方面的变化都将被检测出来。作为一个这样的例子，可以举出最近完成的一次活动，在热水表比对项目中使用了三套电磁流量计/涡轮流量计组件，该项目由丹麦工艺研究院负责协调，由欧共体研究局（BCR）共同主持。BCR的报告即将由欧共体委员会予以发表。
讨 论
每当测量管道中的流量时，提供测量结果的人有责任说明与此测量有关的不确定度。如果要把这些测量与别处或不同时间所做的测量联系起来作出经济上或业务上的决策时，这－点尤其重要。
已颁布的ISO标准[12]有利于不确定度的统一的、一致的表达，自然应该要注意这些方法。但是不管如何仔细地进行不确定度分析，还是留下了两个可能误判的领域。第一个是系统误差的评定，第二个是相对于"静态"测量状况而言的"动态"影响。作者着重强调，这两件事始终应该重视，因为在发现偏差后，对于准确度宣称过分高的新制仪器要被退货。
比对活动打开了降低（或至少是确定）这些不确定度水平的道路。这种活动可用于比较不同检定中心所得到的结果，并从而确定在这些中心所进行的工作的质量。测试装置的鉴定是不可缺少的，并且依赖于这种活动。毫无疑问，仔细的比对活动能用来识别那些否则不能被检测出来的系统异常。因而，非常重要的是，它们可用来确定最可能的"真"值，此值对于各有关方面者都是公正的可以接受的。
作为这种活动的一个结果，在不同装置上逐渐积累的数据可以收集到一起并加以研究就象他们曾经共同进行过的那样。然后可以制造出标准参考组件，能可靠地用于不可能携带的流量测量装置的现场检测，它还可以到邻近的测量实验室巡回检定。
要得到一个理想的传递标准组件用于这种比对活动，可能是永远也达不到的，但是作者相信，经过四十多年的发展；在某种程度上通过作者本人对这个问题的参与，已经朝这个理想迈出了坚实的一步。
结 论
工业需要可靠的测量以保证所采取的工艺过程尽可能有效地运行。在流量测量方面，正如其他测量领域一样，依赖于给出所需准确度的现场计量装置。仅由于这个理由，世界各地的测试装置完成的工作都是必要的。
技术从流量计制造厂向用户的传递，要求制造厂随产品提供的数据以及正确使用该流量计的说明书是可靠的。只有制造厂所用的测试装置具有有效的溯源链并且产品在模拟使用方式下测试过，才能达到这一点。
技术从科学和政府研究机构向用户的传递，同样要求所使用的测试装置具有有效的溯源链以及有效的数据报告。不同厂家制造的同一型式的一系列的流量计的比较研究是极有价值的，正如研究变化的上游状况的影响一样。检验那些根据新原理又根据老原理工作的装置是极为重要的。
在计算机模型方面，距离成功地模拟实际流动状况依然还早，但这方面进一步的工作应予鼓励。
技术传递由各方面纳入到有用的标准中去，最近十年来在流量计量界中这一工作是放慢了。而标准是否使新发展僵化了，可能是个有争议的问题。绝大多数用户希望使事情简单些，标准对用户的好处是不可估量的。
希望本次会议提供的和将来正式或非正式讨论的信息能被广泛传播，以使用户从他们的计量中得到更好的数据而获益。
（中国计量科学研究院 夏永健译 吴龙翔校）
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(see also ISO 7066/1 , 1989 & ISO 7066/2,
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