換向器是主要由噴嘴、驅動器、分流器及同步觸發組件組成的機械電子系統。其本質是利用分流器的結構改變液體的流動方向并發出同步觸發信號，使水流在旁通管路與稱重管路內實現切換，并實現待測流量計的計時同步。圖1(a)、圖1(b)分別為換向器基本組成及運行原理示意圖[10]。換向器的運行過程為：水由待檢表經過上游管路及過渡段到達換向器噴嘴，形成射流，通過分流器的分流選擇進入旁通管路或稱重管路。

圖2展示的是換向的理想過程時間t、量Q的對應關系曲線

圖2兩圖描述了換向換入過程中，水由旁通管路換入稱重管路的時間流量關系圖，曲線描述了進入稱重器內的流量與時間的關系，曲線與坐標所圍陰影面積表示進入稱重器內的累積質量/體積。圖(2)b是圖2(a)為便于理解計時關系的簡化版，t1和t2分別為換入換出時間，tR1和tR2分別是啟動和停止計時同步觸發位置時間點，陰影面積A1為實際進入標準器的液體累積流量，陰影面積A2為計時器計時期間理論液體累積流量。在理想的換向過程中，應得到A1=A2，但現實換向過程中流量曲線以及信號觸發位置都會受到很多因素影響，導致在測量開始和結束的換向過程中所引起的這兩個累積流量的不相等,并由此引起不確定度。

由于換向過程中存在換向速度隨流量變化、水利中心與同步觸發點不一致等問題、噴嘴出口流暢不穩定、不均勻等問題，實際的換向過程中的時間-流量對應關系如圖3所示。在流量標準裝置實際的標定中，tR1和tR2時刻通常利用人為判斷與手動微調結合的方式獲得。在固定的流量點下對圖3的tR1和tR2進行調整使其更加接近圖2中的tR1和tR2，更加接近近似的換向過程。本文研究的是利用伺服電機的精確可控性使得tR1和tR2的判斷接近理想過程。