測(cè)量?jī)x器的計(jì)量特性
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- 發(fā)布時(shí)間：2013/9/18 10:11:36
- 作者：銀河電氣
測(cè)量?jī)x器的計(jì)量特性是指其影響測(cè)量結(jié)果的一些明顯特征，其中包括測(cè)量范圍、偏移、重復(fù)性、穩(wěn)定性、分辨力、鑒別力和示值誤差等。為了達(dá)到測(cè)量的預(yù)定要求，測(cè)量?jī)x器必須具有符合規(guī)范要求的計(jì)量學(xué)特性。
確定測(cè)量?jī)x器的特性，并簽發(fā)關(guān)于其法定地位的官方文件，稱(chēng)為測(cè)量?jī)x器控制。
這種控制可包括對(duì)測(cè)量?jī)x器的下列運(yùn)作中的一項(xiàng)、兩項(xiàng)或三項(xiàng)：
◎ 型式批準(zhǔn)；
◎ 檢定；
◎ 檢驗(yàn)。
這些工作的目的是要確定測(cè)量?jī)x器的特性是否符合相關(guān)技術(shù)法規(guī)中規(guī)定的要求。型式批準(zhǔn)是由政府計(jì)量行政部門(mén)做出的承認(rèn)測(cè)量?jī)x器的型式符合法定要求的決定。所謂型式，是指某一種測(cè)量?jī)x器的樣機(jī)及(或)它的技術(shù)文件(例如：圖紙、設(shè)計(jì)資料等)，實(shí)質(zhì)上就是該種測(cè)量?jī)x器的結(jié)構(gòu)、技術(shù)條件和所表現(xiàn)出來(lái)的性能。
檢定是查明和確認(rèn)測(cè)量?jī)x器是否符合法定要求的程序，它包括檢查、加標(biāo)記和(或)出具檢定證書(shū)。檢驗(yàn)是對(duì)使用中測(cè)量?jī)x器進(jìn)行監(jiān)督的重要手段，其內(nèi)容包括檢查測(cè)量?jī)x器的檢定標(biāo)記或檢定證書(shū)是否有效、保護(hù)標(biāo)記是否損壞、檢定后測(cè)量?jī)x器是否遭到明顯改動(dòng)，以及其誤差是否超過(guò)使用中最大允許誤差等。
(一) 標(biāo)稱(chēng)范圍、量程和測(cè)量范圍
測(cè)量?jī)x器的操縱器件調(diào)到特定位置時(shí)可得到的示值范圍，稱(chēng)為標(biāo)稱(chēng)范圍。此時(shí)的示值范圍是與測(cè)量?jī)x器的整體相聯(lián)系的，是指標(biāo)尺所指示的被測(cè)量值可得到的范圍。標(biāo)稱(chēng)范圍通常以被測(cè)量的單位表示，而不管標(biāo)尺上所標(biāo)的單位是什么。標(biāo)稱(chēng)范圍一般用上限和下限說(shuō)明，當(dāng)下限(即最小值)為零時(shí)，標(biāo)稱(chēng)范圍一般只用其上限(即最大值)來(lái)表示。
標(biāo)稱(chēng)范圍的上限與下限之差的絕對(duì)值，稱(chēng)為量程。
測(cè)量范圍，也稱(chēng)為工作范圍，是指測(cè)量?jī)x器的誤差處于規(guī)定的極限范圍內(nèi)的被測(cè)量的示值范圍。在這一規(guī)定的測(cè)量范圍內(nèi)使用，測(cè)量?jī)x器的示值誤差必處在允許極限內(nèi)；而若超出測(cè)量范圍使用，示值誤差就將超出允許極限。換言之，測(cè)量范圍就是在正常工作條件下，能確保測(cè)量?jī)x器規(guī)定準(zhǔn)確度的被測(cè)量值的范圍。
有些測(cè)量?jī)x器的測(cè)量范圍與其標(biāo)稱(chēng)范圍相同，例如體溫計(jì)、電流表等。而有的測(cè)量?jī)x器處在下限時(shí)的相對(duì)誤差會(huì)急劇增大，例如地秤，這時(shí)應(yīng)規(guī)定一個(gè)能確保其示值誤差處在規(guī)定極限內(nèi)的示值范圍作為測(cè)量范圍。可見(jiàn)，測(cè)量范圍總是等于或小于標(biāo)稱(chēng)范圍。
注意正確區(qū)別和掌握示值范圍、標(biāo)稱(chēng)范圍、測(cè)量范圍和量程的概念。示值范圍是指測(cè)量?jī)x器標(biāo)尺或顯示裝置所能指示的范圍，可用標(biāo)在標(biāo)尺或顯示器上的單位表示；標(biāo)稱(chēng)范圍是對(duì)測(cè)量?jī)x器整體而言的，通常用被測(cè)量的單位表示；測(cè)量范圍是指能保證規(guī)定準(zhǔn)確度、使誤差處于規(guī)定極限內(nèi)的量值范圍；量程則是指標(biāo)稱(chēng)范圍上、下限之差的絕對(duì)值。
例題
某溫度計(jì)的標(biāo)稱(chēng)范圍為（–20～80）℃，則其量程為（）。
A．20℃
B．60℃
C．80℃
D．100℃
答案：D
(二) 額定操作條件、極限條件和參考條件
額定操作條件是指測(cè)量?jī)x器的正常工作條件，也就是使測(cè)量?jī)x器的規(guī)定計(jì)量特性處于給定極限內(nèi)的使用條件。在這些條件中，一般包括被測(cè)量和影響量的范圍或額定值，只有在規(guī)定的范圍或額定值下使用，測(cè)量?jī)x器才能達(dá)到規(guī)定的計(jì)量特性或規(guī)定的示值允許誤差值。例如：工作壓力表測(cè)量范圍的上限為10MPa，則壓力的最大值只能加到10MPa。在使用測(cè)量?jī)x器時(shí)，搞清額定操作條件十分重要，只有滿(mǎn)足這些條件，才能保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
測(cè)量?jī)x器的規(guī)定計(jì)量特性不受損也不降低，其后仍可在額定操作條件下運(yùn)行所能承受的極端條件，稱(chēng)為極限條件。極限條件應(yīng)規(guī)定被測(cè)量和影響量的極限值。
參考條件是指測(cè)量?jī)x器在性能試驗(yàn)或進(jìn)行檢定、校準(zhǔn)、比對(duì)時(shí)的使用條件，即標(biāo)準(zhǔn)工作條件，或稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)條件。這些條件一般應(yīng)對(duì)作用于測(cè)量?jī)x器的影響量的參考值或參考范圍做出明確規(guī)定，以真正反映測(cè)量?jī)x器的計(jì)量性能和保證測(cè)量結(jié)果的可比性。
注意正確區(qū)別和掌握額定操作條件、極限條件和參考條件。前者是測(cè)量?jī)x器正常使用的條件，后者是為確定測(cè)量?jī)x器本身計(jì)量性能所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件，中者則是儀器不受損壞和不降低準(zhǔn)確度所允許的極端條件。在這三者中，參考條件的要求最嚴(yán)，額定操作條件則較寬，而極端條件的范圍和額定值為最大。
例題
?。ǎ┦侵笢y(cè)量?jī)x器在性能試驗(yàn)或進(jìn)行檢定、校準(zhǔn)、比對(duì)時(shí)的使用條件。
A．額定操作條件
B．測(cè)量工作條件
C．標(biāo)準(zhǔn)工作條件
D．極限條件
答案：C
(三) 示值誤差和最大允許誤差
示值就是由測(cè)量?jī)x器所指示的被測(cè)量值。測(cè)量?jī)x器的示值誤差是測(cè)量?jī)x器示值與對(duì)應(yīng)的輸入量的真值之差，它是測(cè)量?jī)x器最主要的計(jì)量特性之一，本質(zhì)上反映了測(cè)量?jī)x器準(zhǔn)確度的大小，即測(cè)量?jī)x器給出接近于真值的響應(yīng)的能力。示值誤差大，則其準(zhǔn)確度低；示值誤差小，則其準(zhǔn)確度高。
示值誤差是相對(duì)真值而言的，由于真值不能確定，實(shí)際上使用的是約定真值或?qū)嶋H值。為確定測(cè)量?jī)x器的示值誤差，當(dāng)接受高等級(jí)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)時(shí)，該測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器復(fù)現(xiàn)的量值即為約定真值，通常稱(chēng)為實(shí)際值、校準(zhǔn)值或標(biāo)準(zhǔn)值。所以，指示式測(cè)量?jī)x器的示值誤差＝示值—實(shí)際值，實(shí)物量具的示值誤差＝標(biāo)稱(chēng)值—實(shí)際值。
例如：被檢電流表的示值I為40A時(shí)，用標(biāo)準(zhǔn)電流表檢定，其電流實(shí)際值為Io=39A，則示值40A的誤差△為：
△=I-Io=(40-39)A=1A
即該電流表的示值比其約定真值大1A。
測(cè)量?jī)x器示值誤差，通常簡(jiǎn)稱(chēng)為測(cè)量?jī)x器的誤差，可用絕對(duì)誤差形式表示，也可用相對(duì)誤差形式表示。確定測(cè)量?jī)x器示值誤差的大小，是為了判定測(cè)量?jī)x器是否合格，并獲得其示值的修正值。
對(duì)給定的測(cè)量?jī)x器，由規(guī)范、規(guī)程等所允許的誤差極限值，稱(chēng)為測(cè)量?jī)x器的最大允許誤差。通常可簡(jiǎn)寫(xiě)為mpe，有時(shí)也稱(chēng)為測(cè)量?jī)x器的允許誤差限。
示值誤差和最大允許誤差均是對(duì)測(cè)量?jī)x器本身而言的。最大允許誤差是指技術(shù)規(guī)范(例如標(biāo)準(zhǔn)、檢定規(guī)程、校準(zhǔn)規(guī)范)所規(guī)定的允許的誤差極限值，它是一個(gè)判定測(cè)量?jī)x器合格與否的規(guī)定的要求；而示值誤差則是指測(cè)量?jī)x器某一示值的誤差的實(shí)際大小，它是通過(guò)檢定、校準(zhǔn)所得到的一個(gè)值或一組值，用以評(píng)價(jià)測(cè)量?jī)x器是否滿(mǎn)足最大允許誤差的要求，從而判斷其是否合格，或者根據(jù)實(shí)際需要提供修正值，以提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。
例題：
關(guān)于“示值誤差”，下列說(shuō)法正確的是（）。
A．示值誤差是測(cè)量?jī)x器的示值與對(duì)應(yīng)的輸入量的真值之差
B．指示式測(cè)量?jī)x器的示值誤差定義為示值與實(shí)際值之差
C．示值誤差反映了測(cè)量?jī)x器的可靠性程度
D．示值誤差大，測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度低，反之，則準(zhǔn)確度高。
答案：ABD
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