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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，稱為測(cè)量?jī)x器的最大允許誤差。通常可簡(jiǎn)寫為mpe，有時(shí)也稱為測(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

靈敏度測(cè)量?jī)x器響應(yīng)的變化除以對(duì)應(yīng)的激勵(lì)變化，稱為靈敏度。它反映測(cè)量?jī)x器被測(cè)量(輸入)變化引起儀器示值(輸出)變化的程度，用被觀察變量的增量(即響應(yīng)或輸出量)與相應(yīng)被測(cè)量的增量(即激勵(lì)或輸入量)之商來表示。如果被測(cè)量變化很小，而引起的示值改變(輸出量)很大，則該測(cè)量?jī)x器的靈敏度很高。

靈敏度是測(cè)量?jī)x器重要的計(jì)量特性之一，其值應(yīng)與測(cè)量目的相適應(yīng)，并不是越高越好。

分辨力顯示裝置能有效辨別的最小的示值差，稱為顯示裝置的分辨力，或簡(jiǎn)稱為分辨力。它是指顯示裝置中對(duì)其最小示值的辨別能力。模擬式顯示裝置的分辨力，通常為標(biāo)尺分度值的一半，即用肉眼可以分辨到一個(gè)分度值的1/2.對(duì)于數(shù)字式顯示裝置，其分辨力為末位數(shù)字的一個(gè)數(shù)碼。對(duì)半數(shù)字式的顯示裝置，其分辨力為末位數(shù)字的一個(gè)分度。顯然，分辨力高可以降低讀數(shù)誤差，從而減少由于讀數(shù)誤差引起的對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。

例題：對(duì)于數(shù)字式顯示裝置，其分辨力為末位數(shù)字一個(gè)數(shù)碼的()。

A.1/2

B.1倍

C.1/4

D.2倍

答案：B

穩(wěn)定性和漂移穩(wěn)定性通常是指測(cè)量?jī)x器保持其計(jì)量特性隨時(shí)間恒定的能力。若穩(wěn)定性不是對(duì)時(shí)間而言，而是對(duì)其他量而言，則應(yīng)予明確說明。穩(wěn)定性通常用以下兩種方式定量地表征：

(1)計(jì)量特性變化某個(gè)規(guī)定的量所經(jīng)歷的時(shí)間;

(2)計(jì)量特性經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間所發(fā)生的變化量。

例如：標(biāo)準(zhǔn)電池對(duì)其長(zhǎng)期穩(wěn)定性(電動(dòng)勢(shì)的年變化幅度)和短期穩(wěn)定性(電動(dòng)勢(shì)在3～5天內(nèi)的變化幅度)分別提出了明確的要求;量塊的穩(wěn)定性，則以規(guī)定長(zhǎng)度每年的允許最大變化量(微米/年)進(jìn)行考核。

對(duì)于測(cè)量?jī)x器，尤其是測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)或某些實(shí)物量具，穩(wěn)定性是重要的計(jì)量特性之一。測(cè)量?jī)x器產(chǎn)生不穩(wěn)定的因素很多，主要原因是元器件的老化、零部件的磨損，以及使用、儲(chǔ)存、維護(hù)工作不細(xì)致等所致。對(duì)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行周期檢定或定期校準(zhǔn)，就是對(duì)其穩(wěn)定性的一種考核。

漂移是測(cè)量?jī)x器計(jì)量特性的慢變化。它反映了在規(guī)定的條件下，測(cè)量?jī)x器計(jì)量特性隨時(shí)間的慢變化，諸如在幾分鐘、幾十分鐘或幾小時(shí)內(nèi)，保持其計(jì)量特性恒定的能力。例如：測(cè)量?jī)x器在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的零點(diǎn)漂移，線性測(cè)量?jī)x器靜態(tài)特性隨時(shí)間變化的量程漂移。

漂移往往是由于溫度、壓力、濕度等外界變化所致，或由于儀器本身性能的不穩(wěn)定所致。測(cè)量?jī)x器使用前采取預(yù)熱、預(yù)先在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)放置一段時(shí)間與室溫等溫，就是減少漂移的一些措施。

例題：()是指測(cè)量?jī)x器保持其計(jì)量特性隨時(shí)間恒定的能力。

A.靈敏度

B.分辨力

C.穩(wěn)定性

D.漂移

答案：C

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（責(zé)任編輯：中大編輯）

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