燃油加油機檢定應用Excel表格數據處理的探析

沈國揚

（東山縣質量計量檢驗檢測所，福建 漳州 363400）

1 前言

隨著汽車已成為平常百姓家代步和出行的主要交通工具，為汽車服務的加油站也逐漸增加，在用的燃油加油機數量也隨著增多，相應地增加了加油機檢定任務。加油機的計量準確直接關系廣大消費者和加油站經營者的經濟利益，保障加油機準確可靠可降低計量糾紛，減少矛盾和不良事件的產生，為維護地方穩定和發展起到積極作用。目前全國各地很多法定計量檢定機構建立的燃油加油機檢定裝置，仍然采用金屬標準量器為計量標準器，配套精密溫度計和秒表為輔助設備進行加油機檢定；這種配置比較經濟，特別適合縣級法定檢定機構使用，加油機自動檢定裝置整套設備費用比較高，縣級法定計量檢定機構因經費等問題不容易更換標準裝置；加油機檢定的數據處理，大部分檢定人員仍采用計算器計算的手工處理，這種方法用時長、速度慢，且處理結果容易出錯。在此介紹和探析Excel數據自動處理的設計與應用，便于檢定人員在工作中予以參考和借鑒。

2 燃油加油機檢定應用Excel數據處理的重要性

燃油加油機用于貿易結算屬于強制檢定計量器具，必須進行一年兩次的周期檢定，檢定任務就更加繁重；按規程一槍（臺）加油機的現場檢定包括現場檢定操作及記錄相關測量數據，并對現場檢定數據及時處理，判斷本次檢定合格后才可檢定其他加油機，若不合格需通過調整或修理后再重新檢定直至合格為止；一個流量測量點3次檢定，檢定結果數據處理就需要運用5個公式計算14次，加油機續后檢定需檢定2個流量測量點，需要運用5個公式計算28次，若是首次檢定，則需要檢定3個檢定點，需要運用5個公式計算42次，才能得出示值誤差和重復性的檢定結果，整個數據處理過程非常繁雜，一個步驟計算錯誤就導致檢定結果出錯，可能致使加油機檢定結論判斷失誤，導致加油機的計量不準確；目前大部分檢定人員仍然手工數據處理，這種數據處理方法用時長、速度慢，且容易出現計算錯誤，加油機檢定應用Excel表格自動數據處理，可提高檢定結果的準確度，保證加油機的計量準確可靠，更好地保護廣大消費者和加油站經營者的合法權益，因此大大突出了燃油加油機檢定應用Excel自動數據處理的重要性。

3 燃油加油機檢定數據處理方法和程序設計

3.1 燃油加油機檢定中數據處理的計算公式

首次檢定需用8個公式。后續檢定使用前4個公式計算得出示值誤差，再通過極差法（5）公式計算出重復性，（6）公式計算出現場最大流量；8個計算公式如下：

計算加油機檢定的量器示值計算公式：

V為標準量器的標準值（100L、50L、20L），H為量器刻度（量器讀數），H0為量器計量頸的對零高度，D為量器計量頸的分度值。

式中：Vj為加油機的示值，VBt為標準量器在tj溫度下給出的實際體積值，VB為標準量器在20℃下的標準容積，tj、tB分別為加油機流量測量變換器的油溫（用油槍出口溫度代替）和量器內的油溫（℃），βy、βB分別檢定介質和量器材料的體積膨脹系數（℃-1）；汽油：βy=12×10-4/℃；煤油、輕柴油：βy=9×10-4/℃；不銹鋼：βB=50×10-6/℃，dn為極差系數；3次測量dn取1.69。

式中：QV為流經加油機的體積流量，L/min；Vt為在測量時間t內加油機顯示的體積值，L；t為測量時間，s；

式中：PC為付費金額/元；PU為油品的單價，元/升；

式中：EP為付費金額誤差/元，PJ為加油機顯示的付費金額/元。

3.2 燃油加油機檢定應用Excel自動數據處理的方法和程序設計

3.2.1 設計Excel表格的加油機檢定記錄

加油機檢定分首次檢定、后續檢定、使用中檢查三種，后續檢定為最常用的檢定，現以后續檢定的記錄為主來說明。依據燃油加油機檢定規程的要求設計后續檢定用的加油機檢定記錄Excel表格，如圖1（剔除所有數據和信息的空表）。

圖1 剔除所有數據和信息的空表截圖

3.2.2 應用Excel表格自動數據處理的方法

燃油加油機檢定應用Excel表格自動數據處理的方法就是在如圖1相應的Excel表格單元格內將對應的計算函數公式設置成Excel數據處理程序指令，從而使整張Excel檢定記錄表格形成檢定自動數據處理系統，將檢定過程所有測量得到的數據錄入該加油機檢定記錄中就自動計算出檢定結果：示值誤差、重復性和現場檢定時的最大流量。

3.2.3 應用Excel表格自動計算的數據處理功能設置程序操作

3.2.3.1 現場檢定時的最大流量QVmax

在對應E6單元格輸入計算函數公式“=60＊J6/H6”；

3.2.3.2 在表格中接近最大流量測量點（0.90 QL≤Q(1)≤1.0 QL）的測量次序1對應一行

在量器示值（VB/L）對應下列單元格中輸入計算函數公式“=R6+（I25-P6） ＊Q6/1000”；公式中R6是大容量量器的標準值（如100或50），I25是大容量量器的檢定時量器刻度讀數H，P6是大容量量器的檢定證書標準值對應的量器刻度讀數（對零高度）H0，Q6是大容量量器檢定證書的計量頸分度值0.×××ml/mm。

在實際體積值（VBt/ L）對應下列單元格中輸入計算函數公式

“=K25＊（1+I7＊（L25-M25）+N6＊（M25-20））”；公式中K25是量器示值（VB/L）第一次示值，L25是油槍出口處油溫（tj/℃）第一次示值，M25是量器內油溫（tB/℃）第一次示值，I7是檢定介質的體膨脹系數，N6是金屬量器材料不銹鋼的體膨脹系數。

在單次測量相對誤差（Ev/%）對應下列單元格中輸入計算函數公式“=（F25-O25） ＊100/O25”；公式中F25是加油機示值Vj/L，O25是實際體積值（VBt/L） 第一次計算值。

示值檢定的第二次、第三次就是按上述方法將I25、K25、L25、M25、F25、O25 6個 分 別改 為I26、K26、L26、M26、F26、O26和I27、K27、L27、M27、F27、O27輸入測量次序2一行和測量次序3一行相應單元格中即可。

在示值誤差（E/ %）對應的下列單元格中輸入計算函數公式

“=（Q25+Q26+Q27）/3”。

在重復性（En/% ）對應的下列單元格中輸入計算函數公式

“=（MAX（Q25：Q26：Q27）-MIN（Q25：Q26：Q27））/1.69”。

3.2.3.3 在表格中接近中流量測量點（0.36 QL≤Q(2)≤0.44 QL）測量次序1對應一行

在量器示值（VB / L）對應的下列單元格中輸入計算函數公式

“=R7+（I28-P7）＊Q7/1000”；公式中R7是小容量量器的標準值（如20），I28是量器刻度讀數H，P7是量器檢定證書標準值（如20.000L）對應量器刻度讀數（對零高度）H0，Q7是量器檢定證書的計量頸分度值0.×××ml/mm。

單元格設置原理同接近最大流量測量點（0.90 QL≤Q（1）≤1.0 QL）設計，只是示值檢定的第一次單元格對應代號I25、K25、L25、M25、F25、O25 6個改成I28、K28、L28、M28、F28、O28 6個，第二次、第三次單元格及示值誤差、重復性對應單元格也相應更改即可。

上述操作完成后，就形成自動計算出檢定結果數據的加油機檢定記錄；根據上述原理可設計Excel表格數據處理的加油機首次檢定記錄，在后續檢定加油機檢定記錄基礎上，在表格中（如圖1）接近中流量測量點（0.36 QL≤Q（2）≤0.44 QL）下面增加一個流量測量點（0.14 QL≤Q（3）≤0.18 QL）；在示值檢定框格下再設計一個付費金額檢定框，根據規程要求設計相應檢定記錄框。

4 Excel表格加油機檢定記錄的應用

將設計的具有數據自動處理的檢定記錄存儲在筆記本電腦，將選用的量器（有效期內的檢定證書）的對零高度、分度值、體膨脹系數及其他信息全部錄入該檢定記錄，加油機現場檢定時，將加油站和加油機的信息和檢定介質（汽油、柴油）及其體膨脹系數錄入，再將現場檢測到的環境溫、濕度錄入；依據檢定規程測量現場檢定時的最大流量QL，將秒表測量的時間和加油機的示值記錄入檢定記錄，確定現場檢定時的最大流量；再將檢定過程中每次檢定測量得到的加油機示值Vj、油槍出口處油溫tj、量器內油溫tB、量器刻度值H（讀數）錄入檢定記錄中，即可自動算出兩個測量點的示值誤差和重復性。再由檢定員根據規程要求判定是否合格，將合格或不合格檢定結論錄入，編寫檢定記錄和檢定證書編號，檢定員/核驗員分別簽名后，即是完整的檢定記錄；加油機檢定結果的判定比較簡單，加油機的技術要求為：最大允許誤差為±0.30%，其重復性不超過0.10%，檢定結果在檢定記錄中也一目了然，檢定員可直接判定，且完整的檢定記錄需打印后由檢定員和核驗員審核簽名認可存檔，無需設置自動判定是否合格的程序。檢定完成后完整的檢定記錄如圖1。

5 本文設計的自動數據處理燃油加油機檢定記錄的優勢和需完善的問題

優勢：本自動數據處理檢定記錄相對《Excel在燃油加油機檢定結果數據處理中的應用》和《word與Excel在燃油加油機檢定記錄、數據處理、結果判定和現場調試中的應用》等文獻的具有優越性和創造性：一是依據新版JJG443-2015《燃油加油機》檢定規程設計的，符合檢定要求；二是在現場檢定時，隨著測量數據的記錄形成，檢定數據處理也隨時自動處理，整個檢定數據記錄完成時數據處理也跟著完成，無需另外安排時間進行數據處理；三是在JJG443-2015《燃油加油機》無重新修訂前，本檢定記錄中設置的自動數據處理軟件無需改動，需要修改的系數、參數在檢定記錄中標準器具信息欄單元格就可直接修改，不會造成檢定記錄中設置的數據自動處理軟件混亂和出錯，確保檢定結果數據處理準確無誤；四是本數據自動處理檢定記錄設計成一頁，現場檢定記錄數據、查看記錄、打印備份記錄等都很方便又可節約紙張；五是本數據自動處理檢定記錄的程序設計介紹詳細，步驟清楚，易學易懂，有利于推廣使用。上述兩篇文獻依據舊版JJG443-2006設計，新規程調整了重復性的計算方法和技術要求，重復性采用極差法公式計算，即：En=（ Evmax- Evmin）/dn，重復性不超過0.10%；舊規程重復性等于示值相對誤差最大值與相對誤差最小值之差，計算公式：En=Evmax- Evmin；其重復性不超過0.15%；因此計算函數公式設置就不同，應按新計算公式重新設置，有設計自動判定檢定結論的，符合要求的技術參數也要重新設置；兩文獻軟件設計時有的系數、參數（如量器標準值50、體膨脹系數）直接采用數值設置，若有變化，需要在程序上修改，操作不方便，修改后無手算驗證，容易出錯將導致檢定結果的失準。

需完善的問題：所有Excel軟件在檢定結果數據處理應用中均存在測量結果的數值修約不夠正確的問題，因計算機和計算器與普通的運算數值修約相同，都是采用“4舍5入法則”，而測量結果的數值修約目前是按“4舍6入，遇偶偶數法則”，兩者修約結果還存在細微差別，對檢定結果也有細微影響。

解決辦法：可在檢定記錄中相應單元格，設置保留小數點后位數予以處理，如此計算過程保留位數規則設置多出1位或2位，方便輔助人工加以判定，可相應提高測量結果的準確度。

6 結束語

綜上所述，本文介紹的應用Excel表格自動數據處理具有速度快、準確度高等優點，解決了燃油加油機檢定數據處理計算復雜、用時長，且容易計算錯誤等問題；而且本程序設計介紹詳細，步驟清楚，易學易懂，有利于推廣使用。各個檢定機構可借鑒使用本文的加油機檢定記錄，這種Excel檢定記錄突出了數據自動處理功能在計量檢定中簡捷、快速、準確的應用效果，大大地提高了燃油加油機檢定工作效率。