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文檔簡介

注冊計(jì)量師培訓(xùn)

2012

第二章計(jì)量綜合知識

第二章計(jì)量綜合知識本章內(nèi)容第一節(jié)量和單位第二節(jié)測量、計(jì)量第三節(jié)測量結(jié)果第四節(jié)測量儀器及其特性第一節(jié)量和單位

一、量和量值(一)量

1、量的概念量是指“現(xiàn)象、物體和物質(zhì)可定性區(qū)別和定量確定的一種屬性。”現(xiàn)象:是指自然現(xiàn)象,包括人工控制條件下發(fā)生的自然現(xiàn)象。(附件1、自然現(xiàn)象)物體或物質(zhì):是天然的,也可以是經(jīng)過加工的。(附件2天然、加工)定性區(qū)別:是指量在性質(zhì)上的異同是可以識別的。定量確定:指量的可比較性。

計(jì)量學(xué)中的量指的是可以測量的量.可以測量的量可以是廣義量,也可以是特定量.廣義量:沒有特定載體和定義的量。如長度、質(zhì)量(重量)、溫度、電流、時(shí)間等。特定量:特定載體和定義的量.如一個(gè)人的身高、一輛汽車的自重等。同種量:在計(jì)量學(xué)中把可直接相互進(jìn)行比較的量稱為同種量。如寬度、厚度、周長、波長為同種量,量的種類屬于長度量。同類量:某些同種量組合在一起稱其為同類量.如功、熱量、能量等。

2、量的表示(1)量的符號①量的符號通常是單個(gè)拉丁字母或希臘字母,如面積的符號A,力的符號F,波長的符號等。②量的符號都必須用斜體,如質(zhì)量m,電流I等。(量的符號與量的單位的符號不同,如質(zhì)量:量的符號為m;單位的符號為kg。)

(2)量符號的下標(biāo)①在某些情況下,不同量有相同的符號或?qū)ν粋€(gè)量有不同的應(yīng)用或要表示不同的值時(shí),可采用下標(biāo)予以區(qū)分。如電流與發(fā)光強(qiáng)度是兩個(gè)不同的量,電流用符號I表示,發(fā)光強(qiáng)度用Ix表示。又如:對于3個(gè)不同大小的長度,我們可以分別表示成

f1,f2,f3。②量的符號的下標(biāo):單個(gè)或多個(gè)字母、阿拉伯?dāng)?shù)字、數(shù)學(xué)符號、元素符合、化學(xué)分子式。下標(biāo)字體的表示原則為:物理量的符號、表示變量、坐標(biāo)和序號的字母作為下標(biāo)時(shí),下標(biāo)字體用斜體(意大利體)字母,其他下標(biāo)采用正體(羅馬體)。(附件3、一級P53,二級P41例如)

也就是說:下標(biāo)符號可采用正體,也可采用斜體,但具體采用哪種字體,必須符合上述原則。

3、基本量和導(dǎo)出量計(jì)量學(xué)中的量,可分為基本量和導(dǎo)出量?;玖浚骸霸诮o定量制中,約定地認(rèn)為在函數(shù)關(guān)系上彼此獨(dú)立的量”

。例如在國際單位制中,基本量有7個(gè),即長度、質(zhì)量(重量)、時(shí)間、電流、熱力學(xué)溫度、物質(zhì)的量和發(fā)光強(qiáng)度。導(dǎo)出量:“在給定量制中,由基本量的函數(shù)所定義的量”。導(dǎo)出量是通過基本量的相乘或相除得到的量。如國際單位制中的速度是導(dǎo)出量,它是由基本量長度除時(shí)間來定義的。導(dǎo)出量很多,如力、壓力、能量、電位、電阻、攝氏溫度、頻率等。

(二)量值1、量值的概念一個(gè)量的大小可以用量值來表示,量值“一般由一個(gè)數(shù)乘以計(jì)量單位(測量單位)所表示的特定量的大小。”如3米、15千克、30秒、20攝氏度、220伏等。其中3、15、30、20和220為數(shù)值,米、千克、秒、攝氏度和伏為計(jì)量單位。但要注意:一般要使量的數(shù)值保持在0.1-1000范圍以內(nèi)。

2.量值的表達(dá)量值的正確表達(dá),一個(gè)數(shù)乘以計(jì)量單位。如18

℃~20

℃、180

V~240

V,或(18~20)

℃、(180~240)V;不能表示為18~20

℃;180~240

V,因?yàn)?8和180是數(shù)字,不能與量值等同使用。一張桌子的長度是1米。長度—物質(zhì)的量,國際單位中基本量;1米—量值;1—數(shù);米—計(jì)量單位。速度=長度(距離)/時(shí)間,速度—導(dǎo)出量。在量值表示時(shí),有時(shí)會用ppm和ppb等表示數(shù)字量,它們不是單位符號,僅僅是英文縮寫詞,ppm表示百萬分之一,ppb表示億萬分之一?,F(xiàn)在國際上不提倡使用這種英文縮寫詞,ppm用代替。ppb用來代替。

二、量制量綱和無量綱量(二級P42)(一)量制量制是指“彼此間存著確定關(guān)系的一組量”。也是所有領(lǐng)域或某一個(gè)領(lǐng)域約定選取的基本量和導(dǎo)出量的特定組合。這些特定組合在一起的量,彼此存在確定關(guān)系,任何兩個(gè)量之間都可以直接或者間接地用一定的物理方程式相聯(lián)系。在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中,使用著許多種量,所以出現(xiàn)了不同的量制。這里說的量是指一般的量,不是指“特定量”。“彼此間存在確定關(guān)系”,是說這些量不是孤立的,而是通過一系列的物理方程式聯(lián)系在一起的,其中任何兩個(gè)量之間都直接或間接地存在著函數(shù)關(guān)系。量制亦稱量系,即量的體系或系統(tǒng)。不同學(xué)科有各自的量的體系,即量制。如力學(xué)量、熱學(xué)量、電磁學(xué)量、聲學(xué)量、光學(xué)量、化學(xué)量等量的分類,指的就是一些不完全相同的量制或量系。

量制實(shí)質(zhì)上是各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域中基本量和相應(yīng)導(dǎo)出量的特定組合。簡言之,量制即基本量和導(dǎo)出量的總體。事實(shí)上,可以選取不同的量作為基本量。根據(jù)所選定的基本量的不同,就有不同的量制。例如力學(xué)領(lǐng)域在歷史上曾經(jīng)有過的量制是:長度、質(zhì)量、時(shí)間;長度、力、時(shí)間;長度、功、時(shí)間;長度、引力常數(shù)、時(shí)間。量制通常以基本量符號的組合作為特定量制的縮寫名稱,如基本量為長度(l)、質(zhì)量(m)和時(shí)間(t)的力學(xué)量制的縮寫名稱為l、m、t量制。

(二)量綱

1、基本量的量綱“以給定量制中基本量的冪的乘積表示某量的表達(dá)式”稱為量綱。量綱都以大寫的正體拉丁字母和希拉字母表示。國際單位制中七個(gè)基本量的量綱:長度:L質(zhì)量:M時(shí)間:T電流:I熱力學(xué)溫度:物質(zhì)的量:N發(fā)光強(qiáng)度:J

2.量綱的表示量綱的符號為dim,對于任何一個(gè)量,它的量綱可以表示為:

式中,α、β、γ、δ、ε、ξ和稱為量綱指數(shù)。基本量的量綱的表示:如:長度的量綱;質(zhì)量的量綱dimm=M

;時(shí)間的量綱;導(dǎo)出量如:速度的量綱(附件4、P64表2-4)

3、量和量綱之間的關(guān)系量綱僅表明量的構(gòu)成,而不能充分說明量的內(nèi)在聯(lián)系。在給定量制中:同種量的量綱一定相同。例如:如寬度、厚度、周長、波長為同種量,量綱都是L。具有相同量綱的量卻不一定是同種量。功和力矩的量綱相同,都是,但它們是完全不同性質(zhì)的量。

4、量綱的意義(1)定性地表示量與量之間的關(guān)系,尤其是基本量和導(dǎo)出量之間的關(guān)系。通過量綱可得出任何一個(gè)量與基本量之間的關(guān)系。(2)檢驗(yàn)量的表達(dá)式是否正確。如果一個(gè)量的表達(dá)式正確,則其等號兩邊的量綱必然相同,通常稱它為“量綱法則”,利用這個(gè)法則可用來檢查物理公式的正確性。案例P55D:\360data\重要數(shù)據(jù)\我的文檔\新建文件夾\第二章計(jì)量綜合知識\案例P55.docD:\360data\重要數(shù)據(jù)\我的文檔\新建文件夾\第二章計(jì)量綜合知識\21個(gè)導(dǎo)出單位的量綱.doc

(三)無量綱量

無量綱量:“在量綱表達(dá)式中,其基本量量綱的全部指數(shù)均為零的量”。如平面角、線應(yīng)變、摩擦因數(shù)、折射率等。這些量并不是沒有量綱,而它的量綱指數(shù)皆為零。由于任何指數(shù)為零的量皆等于1,所以量綱為1的量,也就是無量綱量,無量綱量也稱為量綱為1的量。

三、計(jì)量單位和單位制(一)計(jì)量單位1.[計(jì)量]單位的概念為了定量表示同種量的大小,就必須選取一個(gè)其數(shù)值為1的特定量,以便作為比較的基礎(chǔ)。計(jì)量單位就是“為定量表示同種量的大小而約定地定義和采用的特定量。”計(jì)量單位的定義,特別是基本單位的定義,不是一成不變的,它隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展而重新定義,體現(xiàn)當(dāng)代計(jì)量學(xué)的水平。參看P61計(jì)量單位的演變。二級P49

2、計(jì)量單位的符號(1)國際符號:每個(gè)計(jì)量單位都有規(guī)定的代表符號,為了方便世界各國統(tǒng)一使用,國際計(jì)量大會有統(tǒng)一的規(guī)定,并把它叫做國際符號。如在國際單位制中,長度計(jì)量單位米的符號是m,力的計(jì)量單位牛頓的符號為N;我國選定的非國際單位制單位噸的符號為t、平面角單位度的符號為(°)等。

(2)中文符號:計(jì)量單位的中文符號,通常由單位的中文名稱的簡稱構(gòu)成。如電壓單位的中文名稱是伏特,簡稱為伏,則電壓單位的中文符號就是伏。

若單位的中文名稱沒有簡稱,則單位的中文符號用全稱,如攝氏溫度單位的中文符號為攝氏度。若單位由中文名稱和詞頭構(gòu)成,則單位的中文符號應(yīng)包括詞頭,如壓力單位的中文符號為千帕等。

附件7參看P61起表2-3、2-4、2-5、2-6;二級P48D:\360data\重要數(shù)據(jù)\我的文檔\新建文件夾\第二章計(jì)量綜合知識\附件7量的名稱.doc

3、計(jì)量單位與量值

同一個(gè)量可以用不同的計(jì)量單位表示:

1.2m=120cm=1200mm量的大小與所選擇的計(jì)量單位無關(guān),即一個(gè)量的量值大小不隨計(jì)量單位的改變而改變。

量值因計(jì)量單位不同而表現(xiàn)形式各異。4、計(jì)量單位的選擇計(jì)量單位的單位量值選取多大,最初帶有一定的任意性。

計(jì)量的任務(wù)首先是要統(tǒng)一計(jì)量單位,并以法律來加以保證,規(guī)定它的量值,并盡可能與國際上廣泛采用的單位相一致。P86-87;二級P74-75

(二)基本單位和導(dǎo)出單位1、基本單位

在“給定量制中基本量的計(jì)量單位”稱為基本單位。在給定的量制中,基本量P51約定地認(rèn)為是彼此獨(dú)立的,但相對應(yīng)的基本單位并不都是彼此獨(dú)立的

2、導(dǎo)出單位

在“給定量制中導(dǎo)出量的計(jì)量單位”稱為導(dǎo)出單位。導(dǎo)出單位是由基本單位按一定的物理關(guān)系相乘或相除構(gòu)成的新的計(jì)量單位。

(1)具有專門名稱的導(dǎo)出單位P64表2-4;二級P52(2)導(dǎo)出單位的構(gòu)成導(dǎo)出單位的構(gòu)成可以有多種形式:

①由基本單位和基本單位組成

如速度單位米/秒

②由基本單位和導(dǎo)出單位組成

如力的單位牛頓為千克·米/秒2,其中千克為基本單位,米/秒2為家速度單位,是導(dǎo)出單位。

③由基本單位和具有專門名稱的導(dǎo)出單位組成如:功、熱的單位焦耳為?!っ祝榫哂袑iT名稱的導(dǎo)出單位,米為基本單位。

④由導(dǎo)出單位和導(dǎo)出單位組成如電容單位法拉為庫/伏。庫倫和伏特均為導(dǎo)出單位。

3、一貫導(dǎo)出計(jì)量單位和倍數(shù)單位(1)一貫導(dǎo)出計(jì)量單位(二級無)“可由比例因數(shù)為1的基本單位冪的乘積表示的導(dǎo)出計(jì)量單位”稱為一貫導(dǎo)出計(jì)量單位,簡稱為一貫單位。在國際單位制中,全部導(dǎo)出單位都是一貫單位。如力的單位牛頓,1N=1kg·m·sˉ2;能的單位焦耳,1J=1N·m;電壓單位伏特,1V=1Ω·A等。

(2)倍數(shù)單位(分?jǐn)?shù)單位)主單位:從同一種量的許多單位中選用某一個(gè)單位作為基礎(chǔ),并賦予它獨(dú)立的定義,把這個(gè)單位叫它為主單位。如:米、千克、秒、安、牛、伏等。倍數(shù)單位:“按約定的比率,由給定單位構(gòu)成的更大的計(jì)量單位”稱為倍數(shù)單位。如千米(km)、兆帕(MPa)等。

(分?jǐn)?shù)單位:“按約定的比率,由給定單位構(gòu)成的更小的計(jì)量單位,”稱為分?jǐn)?shù)單位如毫伏(mV)、微瓦(μW)等)其中千()、兆()、毫()微()均為詞頭。k、M、m、μ為詞頭的國際符號,千、兆、毫、微為磁頭的中文符號)

國際單位制的構(gòu)成將SI單位的十進(jìn)倍數(shù)和分?jǐn)?shù)單位,改成了SI單位的倍數(shù)單位,不再分倍數(shù)單位和分?jǐn)?shù)單位,統(tǒng)稱為倍數(shù)單位。在實(shí)際選用倍數(shù)單位時(shí),一般應(yīng)使量的數(shù)值在0.1~1000范圍以內(nèi)。如:0.00758m寫為7.58m。

15263Pa可寫成15.263kPa;8.91×s,可寫成89.1ns問?1000g能否寫成1kg?不能。應(yīng)注意有效數(shù)字,應(yīng)為1.000kg。

4、制外計(jì)量單位“不屬于給定單位制的計(jì)量單位”稱為制外計(jì)量單位,簡稱制外單位。例如:我國法定計(jì)量單位中,國家選定的非國際單位制單位,對國際單位制來講就是制外單位。如時(shí)間單位:分(min)、時(shí)(h)、天(d)等。

(三)計(jì)量單位制和國際單位制(SI)1、計(jì)量單位制

“為給定量制按規(guī)定規(guī)則確定的一組基本單位和導(dǎo)出單位”稱它為計(jì)量單位制,簡稱單位制。同一個(gè)量制可以有不同的單位制,因基本單位選取的不同,單位制也就不一樣。如米·千克·秒制(M·K·S),厘米.克.秒制等2、一貫計(jì)量單位制(二級無)

“一貫計(jì)量單位制是指全部導(dǎo)出單位均為一貫單位的計(jì)量單位制,”簡稱一貫單位制,如國際單位制。

3、國際單位制(SI)

(1)米制的建立P58,二級P45

(2)國際單位制(SI)的形成P58,二級P46

(3)國際單位制的特點(diǎn):P58,二級P45①統(tǒng)一性②簡明性③實(shí)用性④合理性⑤科學(xué)性⑥精確性⑦繼承性⑧通用性

(4)國際單位制的構(gòu)成

SI基本單位(7個(gè))

包括SI輔助單位在內(nèi)的國際單位制SI導(dǎo)出單位具有專門名稱的SI導(dǎo)出單位(21個(gè))

(SI)

組合形式的SI導(dǎo)出單位

SI單位的倍數(shù)單位(20個(gè)詞頭)

①SI基本單位國際單位制選擇了彼此獨(dú)立的七個(gè)量作為基本量,對每一個(gè)量分別定義了一個(gè)單位,稱為基本單位,表2-3SI基本單位見下表。

圓括號()中的名稱,是它前面名稱的同義詞;方括號[]內(nèi)的字,在不致混淆的情況下,可以省略?;玖康拿Q量的符號

單位名稱單位符號國際符號中文符號長度

l,h,r,x米

m米質(zhì)量

m千克(公斤)

kg千克時(shí)間

t秒

s秒電流I,i安[培]

A安熱力學(xué)溫度

T開[爾文]

K開

物質(zhì)的量

n,(v)摩[爾]

mol摩發(fā)光強(qiáng)度

Iv坎[德拉]cd坎(a)長度單位—米(m)P61,二級P49

米在真空中于(1/299792458)s的時(shí)間間隔內(nèi)所經(jīng)路徑的長度。人們最早認(rèn)識和使用的一個(gè)物理量,經(jīng)歷了四個(gè)階段。

(b)質(zhì)量單位—千克(kg)

千克是質(zhì)量單位,等于國際千克原器的質(zhì)量。國際單位制中,惟一的實(shí)物基準(zhǔn)。

(c)時(shí)間單位——秒(s)

秒是銫-133原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級之間躍遷相對應(yīng)的輻射的919263l770個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間(d)電流單位——安培(A)

“在真空中,截面積可忽略的兩根相距l(xiāng)m的無限長平行圓直導(dǎo)線內(nèi)通以等量恒定電流時(shí),若導(dǎo)線間相互作用力在每米長度上為2×10-7N,則每根導(dǎo)線中的電流為lA”?,F(xiàn)在使用的安培定義是一個(gè)理論上的定義,難以復(fù)現(xiàn)(目前利用歐姆定律實(shí)現(xiàn))。

(e)熱力學(xué)溫度單位——開爾文(K)

等于水三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的1/273.16。攝氏溫度(t)與熱力學(xué)溫度(T)的關(guān)系:

t=T-T0(T0=273.15K)(f)物質(zhì)的量單位——摩爾(mol)

“是一個(gè)系統(tǒng)的物質(zhì)的量,該系統(tǒng)中所包含的基本單元(原子、分子、離子、電子及其他粒子,或這些粒子的特定組合)數(shù)與0.012kg碳-12的原子數(shù)目相等”。摩爾是一個(gè)獨(dú)立的基本單位。(g)發(fā)光強(qiáng)度單位——坎德拉(cd)

是一光源在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度,該光源發(fā)出頻率為540×1012Hz的單色輻射,且在此方向上的輻射強(qiáng)度為(1/683)W/sr。

②SI導(dǎo)出單位SI導(dǎo)出單位是按一貫性原則,由SI基本單位通過相乘或相除形式表示的單位。SI導(dǎo)出單位由兩部分組成,一部分是包括SI輔助單位在內(nèi)的具有專門名稱的SI導(dǎo)出單位。另一部分是組合形式的SI導(dǎo)出單位。

a)具有專門名稱的SI導(dǎo)出單位附件8P64表2-4;二級P52b)組合形式的SI導(dǎo)出單位P66;二級P54

D:\360data\重要數(shù)據(jù)\我的文檔\新建文件夾\第二章計(jì)量綜合知識\附件8、國際單位制中具有專門名稱的SI導(dǎo)出單位的定義.doc

c)SI單位的倍數(shù)單位SI單位的倍數(shù)單位是指由SI詞頭加在SI基本單位或SI導(dǎo)出單位的前面所構(gòu)成的單位SI詞頭

附件9P66表2-5;二級P54D:\360data\重要數(shù)據(jù)\我的文檔\新建文件夾\第二章計(jì)量綜合知識\附件9用于構(gòu)成十進(jìn)倍數(shù)的SI詞頭.doc

(四)我國的法定計(jì)量單位1、什么叫法定計(jì)量單位“由國家法律承認(rèn)、具有法定地位的計(jì)量單位”。我國《計(jì)量法》規(guī)定:國家實(shí)行法定計(jì)量單位制度,無論是哪個(gè)部門、哪個(gè)單位,只要在中國境內(nèi),人人都必須貫徹執(zhí)行。2、統(tǒng)一實(shí)行法定計(jì)量單位的意義(1)統(tǒng)一實(shí)行法定計(jì)量單位是進(jìn)一步統(tǒng)一我國計(jì)量制度的重要決策。(2)統(tǒng)一實(shí)行法定計(jì)量單位是改革開放的需要。3、我國法定計(jì)量單位的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單明了、科學(xué)性強(qiáng)、比較完善具體,但留有余地。

4、我國法定計(jì)量單位的構(gòu)成:

我國《計(jì)量法》規(guī)定,我國的法定計(jì)量單位由兩部分單位組成:國際單位制計(jì)量單位和國家選定的其他計(jì)量單位。即:(1)國際單位制的基本單位;(2)國際單位制的輔助單位;(3)國際單位制中具有專門名稱的導(dǎo)出單位;(4)國家選定的非國際單位制單位附件10P68表2-6;二級P56(5)由以上單位構(gòu)成的組合形式的單位;(6)由國際單位制詞頭和以上單位所構(gòu)成的十進(jìn)倍數(shù)和分?jǐn)?shù)單位。

國家選定的非國際單位制單位D:\360data\重要數(shù)據(jù)\我的文檔\新建文件夾\第二章計(jì)量綜合知識\附件10、國家選定的非國際單位制單位.doc

5、我國法定計(jì)量單位的使用貫徹執(zhí)行我國法定計(jì)量單位必須注意法定計(jì)量單位的名稱、單位和詞頭符號的正確讀法和書寫、正確使用單位和詞頭。(1)法定計(jì)量單位的名稱法定計(jì)量單位的名稱是指單位的中文名稱,它分為全稱和簡稱。在使用時(shí),把其中的方括號內(nèi)的字省略掉即為該單位的簡稱。如力的單位全稱叫牛頓,簡稱為牛;對沒有方括號的(即沒有簡稱的)單位名稱,就只能用全稱。如攝氏溫度的單位為攝氏度,不能叫度;使用單位簡稱的作用有兩個(gè),一是在不致混淆的場合下,簡稱等效于它的全稱,使用方便;二是簡稱被規(guī)定作為單位的中文符號使用。

法定計(jì)量單位名稱的使用方法如下:D:\360data\重要數(shù)據(jù)\我的文檔\新建文件夾\第二章計(jì)量綜合知識\附件11、法定計(jì)量單位名稱的使用方法如下.doc

(2)法定計(jì)量單位和詞頭的符號(P66,二級P54)法定計(jì)量單位和詞頭的符號的使用方法如下:附件12D:\360data\重要數(shù)據(jù)\我的文檔\新建文件夾\第二章計(jì)量綜合知識\附件12、法定單位和詞頭的符號的使用方法如下.doc(3)法定計(jì)量單位和詞頭的使用規(guī)則(P70,二級P58)法定計(jì)量單位和詞頭的使用規(guī)則如下:附件13D:\360data\重要數(shù)據(jù)\我的文檔\新建文件夾\第二章計(jì)量綜合知識\附件13、法定計(jì)量單位和詞頭的使用規(guī)則如下.doc(4)應(yīng)廢除的和錯(cuò)誤的或不恰當(dāng)?shù)挠?jì)量單位舉例應(yīng)廢除的常用計(jì)量單位與法定計(jì)量單位的換算舉例見P76表2-7。錯(cuò)誤的或不恰當(dāng)?shù)挠?jì)量單位舉例見P77表2-8。6、我國法定計(jì)量單位的實(shí)施要求(P77,二級P65)略7、我國法定計(jì)量單位的適用范圍(P77,二級P65)略8、部分非法定計(jì)量單位與法定計(jì)量單位的換算舉例略過去較為常用的部分非法定計(jì)量單位與法定計(jì)量單位的換算舉例見P78表2-9。練習(xí)題21第二節(jié)測量、計(jì)量(二級P69)一、測量二、計(jì)量三、計(jì)量學(xué)四、計(jì)量在國民經(jīng)濟(jì)和社會生活中的地位一、測量(一)測量概述:“以確定量值為目的的一組操作。”(1)測量是一種操作,操作的方式在定義中沒有做具體規(guī)定,它既可以是一項(xiàng)復(fù)雜的物理實(shí)驗(yàn)活動;也可以是一種簡單的動作。(2)這里強(qiáng)調(diào)是“一組操作”,說明測量是指操作的全過程,測量本身是一個(gè)過程,即包括從確定被測的量開始,選定測量原理和測量方法,選用測量儀器,規(guī)定測量程序、控制影響量的取值范圍,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和計(jì)算、直至獲得和報(bào)告具有適當(dāng)不確定度的測量結(jié)果。(3)該組操作的目的(即測量的目的)在于確定被測對象量值的大小。在計(jì)量學(xué)中測量既是核心的概念,又是研究的對象。所以,人們把測量有時(shí)也稱為計(jì)量,例如把測量單位稱為計(jì)量單位,把測量標(biāo)準(zhǔn)稱為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)等。

1.測量過程測量活動是一個(gè)過程。所謂“過程”是指“一組將輸入轉(zhuǎn)化為輸出的相互關(guān)聯(lián)或相互作用的活動”。測量過程的三個(gè)要素是:①輸入:確定被測量及對測量的要求;②測量活動:對所需要的測量進(jìn)行策劃,從測量原理、測量方法到測量程序;配備資源,包括適宜的且具有溯源性的測量設(shè)備,選擇和確定具有測量能力的人員,控制測量環(huán)境,識別測量過程中影響量的影響,實(shí)施測量操作;③輸出:按輸入的要求給出測量結(jié)果,出具證書和報(bào)告。

2.測量原理測量原理是指“測量的科學(xué)基礎(chǔ)”。指測量所依據(jù)的自然科學(xué)中的定律、定理和得到充分理論解釋的自然效應(yīng)等科學(xué)原理。例如:力的測量中應(yīng)用的牛頓第二定律電學(xué)測量中應(yīng)用的歐姆定律溫度測量中應(yīng)用的熱電效應(yīng)質(zhì)量測量中應(yīng)用的杠桿原理

3.測量方法測量方法是指“進(jìn)行測量時(shí)所用的,按類別敘述的一組操作邏輯次序?!睖y量方法是測量原理的實(shí)際應(yīng)用。常用的測量方法:(1)直接測量法和間接測量法。直接測量法:不必去測量與被測量有函數(shù)關(guān)系的其它量,而能直接得到被測量值的一種測量方法。(長度、質(zhì)量)

間接測量法:通過測量與被測量有函數(shù)關(guān)系的其它量,得到被測量值的一種測量方法。(面積)(2)基本測量法和定義測量法。基本測量法:通過對一些有關(guān)基本量的測量,以確定被測量值的測量方法。定義測量法根據(jù)量的單位定義來確定該量的一種測量法。

(3)直接比較測量法和替代測量法。直接比較測量法:將被測量的量值直接與己知其值的同一種量相比較的測量方法。(量具)

替代測量法:將選定的且已知其值的同種量替代被測量,使在指示裝置上得到相同效應(yīng)以確定被測量值的一種測量方法

。(砝碼)

(4)微差測量法和符合測量法。微差測量法:將被測量與同它只有微小差別的已知同種量相比較,通過測量這兩個(gè)量值間的差值以確定被測量值的一種測量方法(量塊)符合測量法:用觀察某些標(biāo)記或信號相符合的方法,來測量出被測量值與作為比較標(biāo)準(zhǔn)用的同一種已知量值之間微小差值的一種測量方法(卡尺)(5)補(bǔ)償測量法和零值測量法。補(bǔ)償測量法:測量過程作這樣安排,使一次測量中包含有正向誤差,而在另一次測量中包含有負(fù)向誤差,因此,測量結(jié)果中大部分誤差能互相補(bǔ)償而消去,這種方法稱為補(bǔ)償測量法。(電學(xué))

零值測量法:調(diào)整已知其值的一個(gè)或幾個(gè)與被測量有己知平衡關(guān)系的量,通過平衡原理確定被測量值的一種測量方法。(電位差計(jì))按測量的特點(diǎn)、方式,測量又可分為接觸測量和非接觸測量,動態(tài)測量和靜態(tài)測量,模擬測量和數(shù)字測量,手動測量和自動測量等。

4.測量程序測量程序是指“進(jìn)行特定測量時(shí)所用的,根據(jù)給定的測量方法具體敘述的一組操作”。測量原理、測量方法、測量程序是實(shí)施測量的三個(gè)重要因素。測量原理是實(shí)施測量過程中的科學(xué)基礎(chǔ),測量方法是測量原理的實(shí)際應(yīng)用,測量程序是測量方法的具體化。

5.測量資源的配備和測量影響量的控制測量資源包括測量人員、測量所需的測量儀器及其配套設(shè)備、測量所需的環(huán)境條件及設(shè)施、測量方法的規(guī)范、規(guī)程或標(biāo)準(zhǔn)以及有關(guān)文件。影響量:“不是被測量但對測量結(jié)果有影響的量”,對測量中明顯影響測量結(jié)果的環(huán)境條件及其它各種因素,要采取控制措施。6.測量結(jié)果測量結(jié)果是測量過程的輸出,是經(jīng)過測量所得到的被測量的值,完整的測量結(jié)果應(yīng)當(dāng)包括關(guān)于測量不確定度信息,必要時(shí)還應(yīng)說明有關(guān)影響量的取值范圍。

(二)測量的作用1、測量是科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)2、測量是發(fā)展生產(chǎn)的重要手段3、測量也是掌握物資財(cái)富和動力資源的數(shù)量,以及經(jīng)濟(jì)合理地使用這些財(cái)富,減少能源和材料消耗的重要手段4、測量可以維護(hù)社會經(jīng)濟(jì)秩序,確保國內(nèi)和國際上貿(mào)易活動的正常進(jìn)行。5、測量是人們生活中所不可缺少的重要環(huán)節(jié)

二、計(jì)量(一)計(jì)量概述計(jì)量是“實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠的活動?!?。測量是“以確定量值為目的的一組操作?!保ǘ┯?jì)量的發(fā)展1、古代計(jì)量2、近代計(jì)量:1875年“米”制公約的簽訂。3、現(xiàn)代計(jì)量:1960年通過并建立國際單位制。

(三)計(jì)量的特點(diǎn)計(jì)量具有“準(zhǔn)確性、一致性、溯源性、法制性”四個(gè)特點(diǎn)。

1、準(zhǔn)確性。是計(jì)量的基本特點(diǎn),量值的“準(zhǔn)確”,是指在一定的不確定度、誤差極限或允許誤差范圍內(nèi)的準(zhǔn)確。只有測量結(jié)果量值的準(zhǔn)確,計(jì)量才具有一致性,測量結(jié)果才具有使用價(jià)值,才可能為社會提供計(jì)量保證。

2、一致性。計(jì)量的基本任務(wù)是保證單位的統(tǒng)一與量值的一致,因此一致性是計(jì)量最基本的特性。計(jì)量單位統(tǒng)一和單位量值一致是計(jì)量一致性的二個(gè)方面,單位統(tǒng)一是量值一致的前提,量值一致是指量值在一定不確定度內(nèi)的一致,是在統(tǒng)一計(jì)量單位的基礎(chǔ)上,無論在何時(shí)、何地,采用何種方法,使用何種測量儀器,以及由何人測量,只要符合有關(guān)的要求,其測量結(jié)果就應(yīng)在給定的區(qū)間內(nèi)一致。也就是說,測量結(jié)果應(yīng)是可重復(fù)、可再現(xiàn)(復(fù)現(xiàn))、可比較的。3、溯源性。為了實(shí)現(xiàn)量值一致。溯源性是開展計(jì)量活動,確保單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的重要途徑。溯源性指任何一個(gè)測量結(jié)果或計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的量值,都應(yīng)能通過一條具有規(guī)定不確定度的連續(xù)比較鏈,與計(jì)量基準(zhǔn)聯(lián)系起來。

4、法制性。確保計(jì)量單位的統(tǒng)一,免受不準(zhǔn)確、不誠實(shí)的測量帶來的危害,以維護(hù)國家和消費(fèi)者的權(quán)益,通過法制來實(shí)現(xiàn)的。

計(jì)量不同于一般的測量。測量是為了確定量值而進(jìn)行的全部操作,一般不具備也不必具備計(jì)量的法制性。所以,計(jì)量包括測量而又高于一般的測量。

(四)計(jì)量的分類計(jì)量話動涉及到社會的各個(gè)方面,按計(jì)量的社會功能,國際上把計(jì)量大致分為三個(gè)組成部分,即法制計(jì)量、科學(xué)計(jì)量、工業(yè)計(jì)量(又稱工程計(jì)量),分別代表以政府為主導(dǎo)作用的計(jì)量社會事業(yè)、計(jì)量的基礎(chǔ)和計(jì)量應(yīng)用三個(gè)方面。

1、法制計(jì)量法制計(jì)量是指“計(jì)量的一部分,即與計(jì)量法定計(jì)量機(jī)構(gòu)所執(zhí)行工作有關(guān)的部分,涉及到計(jì)量單位、測量方法、測量設(shè)備和測量實(shí)驗(yàn)室的法定要求?!?/p>

法制計(jì)量內(nèi)容主要包括:計(jì)量立法、統(tǒng)一計(jì)量單位、有關(guān)測量方法、計(jì)量器具和測量結(jié)果的控制、有關(guān)法定計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)及測量實(shí)驗(yàn)室管理等。

法制計(jì)量是政府行為,是政府的職責(zé)。

2、科學(xué)計(jì)量它是指基礎(chǔ)性、探索性、先行性的計(jì)量科學(xué)研究,通常用最新的科技成果來精確的定義與實(shí)現(xiàn)計(jì)量單位,并為最新的科技發(fā)展提供可靠的測量基礎(chǔ)。

主要任務(wù):計(jì)量單位與單位制的研究、計(jì)量基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)的研制、物理常數(shù)與精密測量技術(shù)的研究、量值傳遞和量值溯源系統(tǒng)的研究、量值比對方法與測量不確定度的研究。

3、工業(yè)計(jì)量工業(yè)計(jì)量也稱為工程計(jì)量。一般是指工業(yè)、工程、生產(chǎn)企業(yè)中的實(shí)用計(jì)量也可以稱為工程計(jì)量、應(yīng)用計(jì)量。三、計(jì)量學(xué)(一)計(jì)量學(xué)概述計(jì)量學(xué):研究測量理論和實(shí)踐的綜合性科學(xué)計(jì)量學(xué)是“關(guān)于測量的科學(xué)”

(二)計(jì)量學(xué)的范圍

按專業(yè)按不同被測對象量分為十大類計(jì)量:幾何量計(jì)量、熱學(xué)計(jì)量、力學(xué)計(jì)量、電磁學(xué)計(jì)量、電子學(xué)計(jì)量、時(shí)間頻率計(jì)量、電離輻射計(jì)量、聲學(xué)計(jì)量、光學(xué)計(jì)量、化學(xué)計(jì)量。

(二)計(jì)量學(xué)的范圍

1、幾何量計(jì)量(習(xí)慣上又稱長度計(jì)量):基本參量是長度和角度。按項(xiàng)目包括:線紋計(jì)量、端度計(jì)量、線脹系數(shù)、大長度計(jì)量、角度計(jì)量、表面粗糙度、齒輪、螺紋、面積、體積等計(jì)量;也包括形位參數(shù):圓度、平面度、垂直度、同軸度、平行度、對稱度等計(jì)量;以及空間坐標(biāo)計(jì)量、納米計(jì)量等。2、熱學(xué)計(jì)量主要包括溫度計(jì)量和材料的熱物性計(jì)量。3、力學(xué)計(jì)量包括:質(zhì)量計(jì)量、容量計(jì)量、力值計(jì)量、壓力、真空計(jì)量、流量計(jì)量、密度計(jì)量、轉(zhuǎn)速計(jì)量、扭矩計(jì)量、振動和沖擊計(jì)量、重力加速度等計(jì)量

4、電磁學(xué)計(jì)量包括:直流和1MHz以下交流的阻抗和電量、精密交直流測量儀器儀表、摸數(shù)/數(shù)摸轉(zhuǎn)換技術(shù)和交流、直流比例技術(shù)、磁學(xué)量、磁性材料和磁記錄材料、磁測量儀器儀表以及量子計(jì)量等、交直流電壓、交直流電流、電能、電阻、電容、電感、電功率等計(jì)量。磁學(xué)計(jì)量包括:磁通、磁矩、磁感應(yīng)強(qiáng)度等磁學(xué)量的計(jì)量。5、電子學(xué)計(jì)量(又稱無線電計(jì)量)包括電壓、電流、場強(qiáng)、功率、電場強(qiáng)度、磁場強(qiáng)度、功率通量密度、頻率、波長、波形參數(shù)、脈沖參量、失真、調(diào)制度(調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相)、頻譜參量、噪聲等、電路參量(電阻、電導(dǎo)、電抗、電納、電感、電容)、反射參量(阻抗、電壓駐波比、反射系數(shù)、回波損失)、傳輸參量(衰減、相位移、增益、時(shí)延)以及電磁兼容性等6、時(shí)間頻率計(jì)量包括時(shí)刻計(jì)量和時(shí)間間隔計(jì)量、各種頻率標(biāo)準(zhǔn)(簡稱頻標(biāo))、晶體振蕩器和頻率源的頻率7、電離輻射計(jì)量開展對標(biāo)準(zhǔn)輻射源、醫(yī)用輻射源、活度計(jì)、Χ、γ譜儀、比釋動能測量儀、劑量計(jì)、照射量計(jì)、注量測量儀、電離輻射防護(hù)儀等測量儀器的檢定和校準(zhǔn)。8、聲學(xué)計(jì)量聲學(xué)計(jì)量包括超聲、水聲、空氣聲的各項(xiàng)參量的計(jì)量,聲壓、聲強(qiáng)、聲功率是其主要參量,還包括聲阻、聲能、傳聲損失、聽力等計(jì)量。9、光學(xué)計(jì)量光學(xué)計(jì)量包括自紅外、可見光到紫外的整個(gè)光譜波段的各種參量的計(jì)量10、化學(xué)計(jì)量包括燃燒熱、酸堿度、電導(dǎo)率、黏度、濕度、基準(zhǔn)試劑純度等計(jì)量

四、計(jì)量在國民經(jīng)濟(jì)和社會活動中的地位和作用(一)計(jì)量與科學(xué)技術(shù)(二)計(jì)量與生產(chǎn)(三)計(jì)量與維護(hù)社會經(jīng)濟(jì)秩序(四)計(jì)量與貿(mào)易(五)計(jì)量與環(huán)境保護(hù)(六)計(jì)量與節(jié)能(七)計(jì)量與國防(八)計(jì)量與人民生活(九)計(jì)量與文化體育第三節(jié)測量結(jié)果(二級P86)一、被測量及影響量二、量的真值和約定真值三、測量結(jié)果四、描述測量結(jié)果的術(shù)語一、被測量及影響量

(一)被測量:被測量是指“作為被測對象的特定量”。受測量的量稱為被測量。也就是我們想要測量的量。(1)要測量的是什么量,這是測量時(shí)必須搞清楚的。測量時(shí),要知道被測對象的特定量是什么也就是我們通常要對被測量進(jìn)行定義。被測量的定義或技術(shù)說明還包括對測量有影響的有關(guān)影響量進(jìn)行說明,其詳細(xì)程度是隨所要求的測量準(zhǔn)確度而定的。參看P99(例:導(dǎo)體20℃、1Hz時(shí)的電阻)(2)注意,測量有時(shí)會改變研究中的現(xiàn)象、物體或物質(zhì),此時(shí)實(shí)際受到測量的量可能不同于想要測量的被測量。(3)被測量可以是物理量,還可以是化學(xué)量、生物量等(二)影響量:“不是被測量但對測量結(jié)果有影響的量”。如測量量塊長度時(shí),環(huán)境溫度不同,測出的數(shù)據(jù)會不同,溫度是影響量。

二、量的真值和約定真值二級P87(一)真值真值指是:“與給定的特定量的定義一致的值”?;蛘f與被測量的定義一致的量值稱為真值。1、量的真值只有通過完善的測量才能獲得。2、真值按其本性是不確定的。3、與給定特定量定義一致值不一定只有一個(gè)。4、在基本常量特殊情況下,可被認(rèn)為具有一個(gè)單一的真值

(二)約定真值約定真值是指:“對于給定目的具有適當(dāng)不確定度的、賦予特定量的值”。

1、由于真值不知道,實(shí)際計(jì)量中用約定真值代替真值。

2、約定真值僅是真值的估計(jì)值,是具有不確定度的。如阿伏伽德羅常數(shù)值、標(biāo)準(zhǔn)自由落體加速度(以前稱重力加速度)、約瑟夫遜常量等。P100,二級P188

三、測量結(jié)果measurementresult:測量結(jié)果是指:“由測量所得到的賦予被測量的量值”。1、在新版國際計(jì)量學(xué)名詞術(shù)語中測量結(jié)果是:“由測量所得到的賦予被測量的量值及其有關(guān)的信息”。測量結(jié)果僅是被測量的估計(jì)值,其可信程度由測量不確定度來定量表示。通常情況下,測量結(jié)果表示為一個(gè)被測量的估計(jì)值及其測量不確定度,必要時(shí)還要給出不確定度的置信水平、自由度等的說明,這樣才是完整的表述。2、單次測量的結(jié)果稱觀測值或測得值或稱測量值。通常情況下,測量結(jié)果是多次測量的算術(shù)平均值及該算術(shù)平均值的測量不確定度。

測量結(jié)果有以下兩種情況:(1)未修正結(jié)果:系統(tǒng)誤差修正前的測量結(jié)果。(2)已修正結(jié)果:系統(tǒng)誤差修正后的測量結(jié)果。必要時(shí),對給出的測量結(jié)果應(yīng)說明是未修正結(jié)果還是已修正結(jié)果。四、描述測量結(jié)果的術(shù)語(一)測量誤差(measurementerror)1、測量誤差的應(yīng)用測量誤差定義為“測量結(jié)果減去被測量的真值”。實(shí)際工作中測量誤差又簡稱誤差。一般情況下,由于真值未知,測量誤差是未知的,測量誤差是一個(gè)概念性術(shù)語。無論測量標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)值還是其它約定值,實(shí)際上都是存在不確定度的,獲得的只是測量誤差的估計(jì)值。

給出測量誤差時(shí)必須注明誤差值的符號,當(dāng)測量值大于參考值時(shí)為正號,反之為負(fù)號。獲得測量誤差估計(jì)值的目的通常是為得到測量結(jié)果的修正值。

測量誤差不應(yīng)與測量中產(chǎn)生的錯(cuò)誤和過失相混淆。測量中的過錯(cuò)常稱為“粗大誤差”或“過失誤差”,它不屬于測量誤差定義的范疇。測量儀器的特性是用“示值誤差”、“最大允許誤差”、“準(zhǔn)確度等級”等術(shù)語表示,不要與測量結(jié)果的測量誤差相混淆。由誤差的定義可知,誤差表示的是一個(gè)量而不是一個(gè)區(qū)間或范圍;只有知道測量結(jié)果以及真值(或約定真值)后才能得到誤差;誤差只能通過測量才能得到,僅僅通過分析和評定得到的不可能是誤差。絕對誤差:測量誤差的估計(jì)值是測量值偏離參考量值的程度,通常情況是指絕對誤差。

△x=x-x0相對誤差:需要時(shí)用相對形式表示,即用絕對誤差與被測量值之比表示,δx=△x/x0。相對誤差常用百分比或指數(shù)冪表示。如0.1%、1×10-6。有時(shí)也用帶相對單位的比值表示。以測量范圍為(0-100)V的電壓表為例,若某測量點(diǎn)的示值為10V,標(biāo)準(zhǔn)值為10.01V,則絕對誤差:△=10V-10.01V=-0.01V相對誤差:δ=-0.01V/10.01V=-0.1%

2、測量誤差的分類測量誤差包括系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩類不同性質(zhì)的誤差。(1)系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差是指:“在重復(fù)性條件下,對同一被測量進(jìn)行無窮多次測量所得結(jié)果的平均值與被測量真值之差”。系統(tǒng)誤差是在重復(fù)測量中保持恒定不變或按可預(yù)見的方式變化的測量誤差的分量。①系統(tǒng)誤差的參考量值是真值。因此系統(tǒng)誤差是一個(gè)概念性的術(shù)語。當(dāng)用測量不確定度可忽略不計(jì)的測量標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)值,或是約定值作為參考量值時(shí),可得到系統(tǒng)誤差的估計(jì)值。②系統(tǒng)誤差的來源可以是已知的或未知的,對已知的來源,如果可能,可以從測量方法上采取各種措施予以減小或消除。

③對于已知的系統(tǒng)測量誤差可以采用修正來補(bǔ)償。由系統(tǒng)誤差估計(jì)值可以求得修正值或修正因子,從而得到已修正的測量結(jié)果。但由于參考量值是有不確定度的,因此由系統(tǒng)誤差估計(jì)值得到的修正值也是有不確定度的。

(2)隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差是指:“測量結(jié)果與在重復(fù)性條件下對同一被測量進(jìn)行無窮多次測量所得結(jié)果的平均值之差”。隨機(jī)誤差是在重復(fù)測量中按不可預(yù)見的方式變化的測量誤差的分量。①隨機(jī)誤差的參考量值是對同一個(gè)被測量由無窮多次重復(fù)測量得到的平均值(即期望值)。

②一組重復(fù)測量的隨機(jī)誤差形成一種分布,該分布可以用方差描述,并具有為零的期望值。(對稱性、有界性、單峰性)③隨機(jī)誤差是由影響量的隨機(jī)時(shí)空變化所引起,他們導(dǎo)致重復(fù)測量中數(shù)據(jù)的分散性。④隨機(jī)誤差等于測量誤差減系統(tǒng)測量誤差。由于不可能進(jìn)行無窮多次測量,因此定義的隨機(jī)誤差是得不到的,隨機(jī)誤差是一個(gè)概念性的術(shù)語;不要用隨機(jī)誤差來定量描述測量結(jié)果。誤差、系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的關(guān)系:由系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的定義,可得:誤差=測量結(jié)果–真值

=測量結(jié)果–總體均值+總體均值–真值

=隨機(jī)誤差+系統(tǒng)誤差

Δ=δ+ε誤差是隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差的代數(shù)和誤差合成都應(yīng)采用代數(shù)相加的方法

概率密度f(x)

測量結(jié)果

誤差

真值

系統(tǒng)誤差

隨機(jī)誤差

測得值的概率

密度分布曲線誤差=測量結(jié)果-真值

=系統(tǒng)誤差+隨機(jī)誤差系統(tǒng)誤差=均值-真值隨機(jī)誤差=測量結(jié)果-均值

總體均值

測得值

3、測量誤差的修正當(dāng)已知測量誤差時(shí)可以對測量結(jié)果進(jìn)行修正。

“用代數(shù)法與未修正測量結(jié)果相加,以補(bǔ)償其系統(tǒng)誤差的值”稱修正值。

修正值等于負(fù)的系統(tǒng)誤差估計(jì)值,即與估計(jì)的系統(tǒng)誤差大小相等符號相反。

由于系統(tǒng)誤差的估計(jì)值是有不確定度的,因此修正不可能消除系統(tǒng)誤差,只能一定程度上減小系統(tǒng)誤差。

已修正的測量結(jié)果即使具有較大的不確定度,但可能已十分接近被測量的真值(即誤差很?。R虼?,不應(yīng)把測量不確定度與已修正測量結(jié)果的誤差相混淆。如果系統(tǒng)誤差的估計(jì)值很小,而修正引入的不確定度很大,就不值得修正。此時(shí)往往將系統(tǒng)影響量對測量結(jié)果的影響按B類評定方法評定其標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。

修正除了用修正值外還可以采用其他方式,如為補(bǔ)償系統(tǒng)誤差可以在未修正測量結(jié)果上乘一個(gè)因子,該因子稱修正因子。也可以用修正曲線或修正值表。

(二)測量結(jié)果的重復(fù)性和復(fù)現(xiàn)性(P103,二級P90

)1.測量結(jié)果的重復(fù)性:“在相同條件下,對同一被測量進(jìn)行多次連續(xù)測量所得結(jié)果之間的一致性”。2.測量結(jié)果的復(fù)現(xiàn)性:“在改變了的測量條件下,同一被測量的測量結(jié)果之間的一致性”。(三)測量準(zhǔn)確度

測量準(zhǔn)確度定義為:“測量值與被測量的真值之間的一致程度”。

是對測量結(jié)果的一個(gè)概念性或定性描述,在文字?jǐn)⑹鲋惺褂?,但不給出量值。測量準(zhǔn)確度作為定性描述,只有高低之分,沒有數(shù)值大小之分。(P103,二級P90

(四)測量不確定度P104二級P911、測量不確定度的概念和作用測量不確定度定義:“表征合理賦予被測量之值的分散性,與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)”。①測量不確定度是一個(gè)說明給出的測量結(jié)果的不可確定程度和可信程度的參數(shù)。是一個(gè)與測量結(jié)果在一起的參數(shù),在測量結(jié)果的完整表述中應(yīng)該包括測量不確定度。只有測量結(jié)果才有不確定度。案例四儀器本身沒有不確定度,只有用儀器得到的測量結(jié)果才有不確定度;測量儀器應(yīng)該用其他的參數(shù)來描述,例如示值誤差,或最大允許誤差。測量不確定度不說明測量結(jié)果是否接近真值,而是說明測量值分散性的參數(shù)。②分散性不確定度是一個(gè)分散性,因此不確定度表示一個(gè)區(qū)間或范圍。這是不確定度和誤差之間最大的差別。誤差表示一個(gè)差值,不確定度表示一個(gè)區(qū)間或范圍表征合理賦予被測量之值的分散性與測量結(jié)果相關(guān)聯(lián)的參數(shù).③賦予測量不確定度是測量者賦予測量結(jié)果的,因此測量不確定度與人的經(jīng)驗(yàn)及知識水平有關(guān)。④合理定義中的“合理”是指應(yīng)該考慮各種因素對測量的影響所作的修正,特別是測量應(yīng)處于統(tǒng)計(jì)控制過程中。即測量應(yīng)在重復(fù)性條件或復(fù)現(xiàn)性條件下進(jìn)行。

(1)引出術(shù)語“測量不確定度”的出發(fā)點(diǎn)是用來描述測量結(jié)果的。測量不確定度是一個(gè)說明給出的測量結(jié)果的不可確定程度和可信程度的參數(shù)。例如:當(dāng)?shù)玫綔y量結(jié)果為:m=500g,U=1g(k=2);我們就可以知道被測對象的重量為(5001)g,測量結(jié)果不可確定的區(qū)間是499g~501g,在該區(qū)間內(nèi)的置信水平(即可信程度)約為95%。這樣的測量結(jié)果比僅給500g給出了更多的可信度信息。(2)測量不確定度是說明測量值分散性的參數(shù)。測量不確定度不說明測量結(jié)果是否接近真值,而是說明測量值分散性的參數(shù)。由于測量的不完善和人們的認(rèn)識不足,測量值是具有分散性的。這種分散性有兩種情況:①由于各種隨機(jī)性因素的影響,每次測量得到的值不是同一個(gè)值,而是以一定概率分布分散在某個(gè)區(qū)間內(nèi)的許多值;②雖然有時(shí)實(shí)際上存在著一個(gè)恒定不變的系統(tǒng)性影響,但由于我們不知道其值,也只能根據(jù)現(xiàn)有的認(rèn)識,認(rèn)為它以某種概率分布存在于某個(gè)區(qū)間內(nèi),可能存在于區(qū)域內(nèi)的任意位置,這種概率分布也具有分散性。(3)為了表征測量值的分散性,測量不確定度用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。因?yàn)樵诟怕收撝袠?biāo)準(zhǔn)偏差是表征隨機(jī)變量或概率分布分散性的特征參數(shù)。為了定量描述,實(shí)際上是用標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計(jì)值來表示測量不確定度的,所以稱為標(biāo)準(zhǔn)不確定度。實(shí)際使用中,希望知道包含測量結(jié)果的區(qū)間,因此規(guī)定測量不確定度也可用標(biāo)準(zhǔn)偏差的倍數(shù)或說明了置信水平(包含概率)的區(qū)間半寬度表示。測量不確定度表示為區(qū)間半寬度時(shí)稱為擴(kuò)展不確定度。

(4)不同場合下測量不確定度術(shù)語的表述不同:①不帶形容詞的“測量不確定度”用于一般概念和定性描述,可以簡稱“不確定度”;②帶形容詞的測量不確定度,如:標(biāo)準(zhǔn)不確定度、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度,用于在不同場合對測量結(jié)果的定量描述。

(5)標(biāo)準(zhǔn)不確定度有兩類評定方法測量不確定度是由多個(gè)分量組成的,用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示的不確定度分量的評定方法分為兩類:①A類評定:根據(jù)一系列測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分布估算標(biāo)準(zhǔn)偏差估計(jì)值的評定方法稱為測量不確定度的A類評定方法,用A類評定得到的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量用實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差表征,符號為uA

。②B類評定:用基于經(jīng)驗(yàn)或有關(guān)信息假設(shè)的概率分布(先驗(yàn)概率分布)來估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏差的評定方法稱為測量不確定度的B類評定方法,用B類評定得到的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量也用估計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)偏差表征,符號為uB

(6)不確定度不按系統(tǒng)或隨機(jī)的性質(zhì)分類。因?yàn)橄到y(tǒng)性和隨機(jī)性在不同的情況下是可以轉(zhuǎn)換的。例如:某標(biāo)準(zhǔn)電阻的阻值的不確定度在批量生產(chǎn)時(shí)具有隨機(jī)性,而到用戶手里就成系統(tǒng)性的了,所以不確定度不按性質(zhì)分類。在需要說明不確定度分量的性質(zhì)時(shí),可表述為“由隨機(jī)效應(yīng)導(dǎo)致的測量不確定度”或“由系統(tǒng)效應(yīng)導(dǎo)致的測量不確定度”。2、標(biāo)準(zhǔn)不確定度、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度、擴(kuò)展不確定度(1)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

“以標(biāo)準(zhǔn)偏差表示的測量不確定度稱標(biāo)準(zhǔn)不確定度”。它不是由測量標(biāo)準(zhǔn)引起的不確定度,而是指不確定度由標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計(jì)值表示,表征測量值的分散性。標(biāo)準(zhǔn)不確定度用符號u表示。標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量:測量結(jié)果的不確定度往往由許多來源引起,對每個(gè)不確定度來源評定的標(biāo)準(zhǔn)偏差,稱為標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量,用ui表示。標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量按評定方法分為:A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度uA和B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB

。(2)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度是指:“當(dāng)測量結(jié)果由若干其它量的值求得時(shí),按其他各量的方差或(和)協(xié)方差的算得的標(biāo)準(zhǔn)不確定度”。即由各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量合成得到的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。合成的方法稱為測量不確定度傳播律。合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度用符號uc表示。合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度仍然是標(biāo)準(zhǔn)偏差,它是測量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計(jì)值,它表征了測量結(jié)果的分散性。合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的自由度稱為有效自由度,用eff表示,它表明所評定的uc的可靠程度。合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度也可用uc(y)/y相對形式表示,必要時(shí)可以用符號ur或urel表示。(3)擴(kuò)展不確定度是指“確定測量結(jié)果的區(qū)間的量,合理賦予被測量之值的分布的大部分可望含于此區(qū)間”。擴(kuò)展不確定度是將合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc擴(kuò)展了k

倍得到的,即:

U=kuc。說明具有規(guī)定的包含概率(置信水平)為P的擴(kuò)展不確定度時(shí),可以用UP表示。(P105,二級P93)

4、測量誤差與測量不確定度的區(qū)別區(qū)別1:定義測量誤差表明測量結(jié)果偏離真值的多少,是一個(gè)差值。測量不確定度表明被測量之值的分散性,是一個(gè)區(qū)間。用標(biāo)準(zhǔn)偏差,標(biāo)準(zhǔn)偏差的倍數(shù),或說明了置信水準(zhǔn)的區(qū)間的半寬度來表示。區(qū)別2:分類測量誤差按出現(xiàn)于測量結(jié)果中的規(guī)律,分為隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差兩類,它們都是無限多次測量的理想概念。測量不確定度按是否用統(tǒng)計(jì)方法求得,分為A類評定和B類評定兩種評定方法。它們都以標(biāo)準(zhǔn)不確定度表示。評定中,一般不必區(qū)分其性質(zhì)。應(yīng)表述為“由隨機(jī)效應(yīng)或系統(tǒng)效應(yīng)引入的不確定度分量”區(qū)別3:可操作性測量誤差由于真值未知,往往不能得到測量誤差的值。當(dāng)用約定真值代替真值時(shí),可以得到測量誤差估計(jì)值。測量不確定度可以由人們根據(jù)實(shí)驗(yàn)、資料、經(jīng)驗(yàn)等信息進(jìn)行評定,從而可以定量確定測量不確定度的值。區(qū)別4:數(shù)值符號測量誤差非正即負(fù),不能用正負(fù)()號表示。測量不確定度是一個(gè)無符號的參數(shù),當(dāng)由方差求得時(shí),取其正平方根。區(qū)別5:合成方法測量誤差各誤差分量的代數(shù)和。測量不確定度當(dāng)各分量彼此獨(dú)立時(shí)用方和根法進(jìn)行合成,否則應(yīng)考慮加入相關(guān)項(xiàng)。區(qū)別6:結(jié)果修正測量誤差已知系統(tǒng)誤差的估計(jì)值時(shí),可以對測量結(jié)果進(jìn)行修正,得到已修正的測量結(jié)果。測量不確定度不能用測量不確定度對測量結(jié)果進(jìn)行修正。對已修正測量結(jié)果進(jìn)行不確定度評定時(shí),應(yīng)考慮修正不完善引入的不確定度分量。區(qū)別7:結(jié)果說明測量誤差客觀存在的,不以人的認(rèn)識程度而轉(zhuǎn)移。誤差屬于給定的測量結(jié)果,相同測量結(jié)果具有相同的誤差,而與得到該測量結(jié)果的測量儀器和測量方法無關(guān)。測量不確定度與人們對被測量、影響量、以及測量過程的認(rèn)識有關(guān)。合理賦予被測量的任一個(gè)值,均具有相同的測量不確定度。僅給出了測量結(jié)果可信程度的信息。第四節(jié)測量儀器及其特性(二級P96)一、測量儀器(計(jì)量器具)二、測量儀器的特性

一、測量儀器(計(jì)量器具)(一)測量儀器及其作用

1、測量儀器是指“單獨(dú)地或連同輔助設(shè)備一起用以進(jìn)行測量的器具”。測量儀器的特點(diǎn)是:(1)用于測量,獲得被測對象量值的大小。(2)具有多種形式,可以單獨(dú)或連同輔助設(shè)備一起使用。(3)本身是一種器具或一種技術(shù)裝置,是一種實(shí)物。測量儀器稱為計(jì)量器具,即計(jì)量器具是測量儀器的同義語。

2、測量儀器的作用(1)是人們從事測量獲得測量結(jié)果的重要手段和工具,它是測量的基礎(chǔ),是從事測量的重要條件。(2)計(jì)量器具又是復(fù)現(xiàn)單位、實(shí)現(xiàn)量值傳遞和量值溯源的重要手段。

(3)計(jì)量器具又是實(shí)施計(jì)量法制管理的重要工具和手段。

(4)計(jì)量器具又是開展科學(xué)研究從事生產(chǎn)活動不可缺少的重要工具和手段。

(二)實(shí)物量具、測量系統(tǒng)和測量設(shè)備

1.實(shí)物量具(materialmeasure):“使用時(shí)以固定形態(tài)復(fù)現(xiàn)或提供給定量的一個(gè)或多個(gè)已知值的器具”。特點(diǎn):(1)本身直接復(fù)現(xiàn)或提供了單位量值如量塊、線紋尺本身就復(fù)現(xiàn)了長度單位(2)在結(jié)構(gòu)上一般沒有測量機(jī)構(gòu)如砝碼、標(biāo)準(zhǔn)電阻只是一個(gè)復(fù)現(xiàn)單位量值的一個(gè)實(shí)物(3)由于沒有測量機(jī)構(gòu),在一般情況下,如果不依賴其他配套的測量儀器,就不能直接測量出被測量值。如量塊配干涉儀,光學(xué)計(jì),砝碼配天平。

量具本身所復(fù)現(xiàn)的量值,通常用標(biāo)稱值表示。量具按其復(fù)現(xiàn)或提供的量值看,又可以分為單值量具和多值量具。量具從工作方式來分,可以分為從屬量具和獨(dú)立量具。

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)即參考物質(zhì),按定義均屬于測量儀器中的實(shí)物量具。

2.測量系統(tǒng)(measuringsystem)測量系統(tǒng)是指“組裝起來以進(jìn)行特定測量的全套測量儀器及其配套設(shè)備”。(P110,二級P98)3.測量設(shè)備測量設(shè)備是指“測量儀器、測量標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、輔助設(shè)備以及進(jìn)行測量所必須的資料的總稱。”(P111,二級P98)測量設(shè)備的特點(diǎn):

(1)概念的廣義性。

(2)內(nèi)容的擴(kuò)展性。

(3)測量設(shè)備不僅是指硬件還有軟件、進(jìn)行測量所必須的資料等。測量設(shè)備是一個(gè)總稱,它比測量儀器或測量系統(tǒng)的含意更為廣泛。

(三)測量儀器的分類按結(jié)構(gòu)、功能、作用、性質(zhì)或不同專業(yè),分類的方法很多,按其結(jié)構(gòu)和功能可分為:指示式或顯示式測量儀器記錄式測量儀器累計(jì)式測量儀器積分式測量儀器模擬式測量儀器或模擬式指示儀器數(shù)字式測量儀器或數(shù)字式指示儀器。1.指示式或顯示式測量儀器能“顯示示值的測量儀器”。2.記錄式測量儀器指“提供示值記錄的測量儀器”。3.累計(jì)式測量儀器指“通過對來自一個(gè)或多個(gè)源中,同時(shí)或依次得到的被測量的部分值求和,以確定被測量值的測量儀器。”它是為了獲得被測量在一段時(shí)間間隔內(nèi)的累計(jì)值,即被測量值求和的測量儀器。4.積分式測量儀器指“通過一個(gè)量對另一個(gè)量積分,以確定被測量值的測量儀器?!庇行┍粶y量按其定義或?qū)嶋H性質(zhì)本來就是一個(gè)積分量。累計(jì)式測量儀器,如果將分量量值設(shè)法加以足夠的細(xì)分,也就成了積分式測量儀器。5.模擬式測量儀器或模擬式指示儀器指“其輸出或顯示為被測量或輸入信號連續(xù)函數(shù)的測量儀器?!睆臏y量儀器輸出或顯示的形式分類。6.?dāng)?shù)字式測量儀器或數(shù)字式指示儀器它是指“提供數(shù)字化輸出或顯示的測量儀器。”

(四)測量鏈、測量傳感器、檢測器、敏感器1.測量鏈(measuringchain):指“測量儀器或測量系統(tǒng)的系列單元,由它們構(gòu)成測量信號從輸入到輸出的通道。”是測量儀器或測量系統(tǒng)從測量信號輸入到輸出所形成的一個(gè)通道,這一通道由一系列單元組成。如一個(gè)壓力表的機(jī)械測量鏈,由波登管、機(jī)械傳動系統(tǒng)和刻度盤構(gòu)成。

2.測量傳感器(measuringtrasducer)測量傳感器是指“提供與輸入量有確定關(guān)系的輸出量的器件?!弊饔茫簩⑤斎肓堪凑沾_定的對應(yīng)關(guān)系變換成易測量或處理的另一種量,或大小適當(dāng)?shù)耐环N量再輸出。通常,測量傳感器的輸入量就是被測量。

有時(shí)提供與輸入量有給定關(guān)系的輸出量的器件,并不直接作用于被測量,而是測量儀器的通道中間的某個(gè)環(huán)節(jié)或是測量儀器本身內(nèi)部的某一部件,則稱為測量變換器;如輸入與輸出為同種量,亦稱為測量放大器;輸出量為標(biāo)準(zhǔn)信號的傳感器稱為變送器(如溫變、壓變)。通常,測量傳感器的輸入量就是被測量。傳感器的分類:見P114,二級P101

3.檢測器檢測器指“用于指示某個(gè)現(xiàn)象的存在而不必提供有關(guān)量值的器件或物質(zhì)”。檢測器的用途是為了指示某個(gè)現(xiàn)象物體或物質(zhì)是否存在,或者是為了確定該特定量是否達(dá)到了某一規(guī)定的閾值的器件或物質(zhì)。具有一定的準(zhǔn)確度,但是不必提供具體量值的大小。

4.敏感器敏感器又稱敏感元件,是指“測量儀器或測量鏈中直接受被測量作用的元件?!泵舾性侵苯邮鼙粶y量作用,能接受被測量信息的一個(gè)元件。注意敏感元件與傳感器、檢測器的區(qū)別,三者概念是不同的:

傳感器是提供與輸入量有確定關(guān)系的輸出量的器件。檢測器是用于指示某個(gè)現(xiàn)象的存在而不必提供有關(guān)量值的器件或物質(zhì)。

敏感元件只能說是傳感器直接受被測量作用的那一部分。

(五)顯示裝置、指示器、測量儀器的標(biāo)尺和儀器常數(shù)1.顯示裝置顯示裝置是指“測量儀器顯示示值的部件。”2.指示器指示器是指“顯示裝置的固定的或可動的部件,根據(jù)它相對于標(biāo)尺標(biāo)記的位置即可確定示值”。必須注意指示裝置和指示器的區(qū)別,指示器是指示裝置中確定示值的部件。

3.測量儀器的標(biāo)尺測量儀器的標(biāo)尺是指“測量儀器顯示裝置的部件,由一組有序的帶有數(shù)碼的標(biāo)記構(gòu)成?!睒?biāo)尺是測量儀器顯示裝置中的一個(gè)部件.它由一組有序的帶有數(shù)碼的標(biāo)尺標(biāo)記所構(gòu)成。

與標(biāo)尺有關(guān)的術(shù)語及含意如下:(1)標(biāo)尺長度。標(biāo)尺長度是指“在給定標(biāo)尺上,始末兩條標(biāo)尺標(biāo)記之間且通過全部最短標(biāo)尺標(biāo)記各個(gè)中點(diǎn)的光滑連線的長度”。以長度單位表示。(2)標(biāo)尺間距。標(biāo)尺間距是指“沿著標(biāo)尺長度的同一條線測得的兩相鄰標(biāo)尺標(biāo)記之間的距離?!?3)標(biāo)尺間隔(分度值)。標(biāo)尺間隔是指“對應(yīng)兩相鄰標(biāo)尺標(biāo)記的兩個(gè)值之差。”(4)標(biāo)尺分度。標(biāo)尺分度是指“標(biāo)尺上任何兩相鄰標(biāo)尺標(biāo)記之間的部分”。P105案例

4.儀器常數(shù)儀器常數(shù)是指“為給出被測量的指示值或用于計(jì)算被測量的指示值,必須與測量儀器直接示值相乘的系數(shù)”。

(六)測量儀器的調(diào)整和使用者調(diào)整1.測量儀器的調(diào)整指“使測量儀器性能進(jìn)入適于使用狀態(tài)的操作”。對可調(diào)部件加以封印。調(diào)整方式:自動、半自動或手動。2.測量儀器的使用者調(diào)整指“可由使用者做的調(diào)整”。(如零位調(diào)整)

二、測量儀器的特性(一)示值范圍、標(biāo)稱范圍、量程和測量范圍1.示值范圍示值范圍是指測量儀器“極限示值界限內(nèi)的一組值”。通常以最小示值與最大示值表示,例如10V~200V。

對于模擬式測量儀器而言,示值范圍也就是其標(biāo)尺范圍.即由指示裝置標(biāo)尺上始末兩端標(biāo)記之間所指示的標(biāo)尺值的范圍。示值范圍可以用標(biāo)在顯示器標(biāo)尺上的單位來表示,而與被測量的單位無關(guān).通常用其上下限范圍來表述。

2標(biāo)稱范圍標(biāo)稱范圍(nominalinterval)是指“測量儀器的操縱器件調(diào)到特定位置時(shí)可得到的示值范圍”特別強(qiáng)調(diào):標(biāo)稱范圍是操縱器件調(diào)到特定位置時(shí)可得到的示值范圍,這說明此時(shí)的示值范圍是與測量儀器的整體所聯(lián)系的,是指標(biāo)尺所指示的被測量值可得到的范圍。標(biāo)稱范圍通常以被測量的單位表示,而不管標(biāo)在標(biāo)尺上的是什么單位。

3.量程

量程(span)是指“標(biāo)稱范圍兩極限之差的模。”它是指標(biāo)稱范圍的上限即最大值減去其下限即最小值所得之差值的絕對值。引入量程的概念,一個(gè)主要用途是可以方便地確定測量儀器的引用誤差。

4.測量范圍(工作范圍)

測量范圍也稱為工作范圍.是指“測量儀器的誤差處在規(guī)定極限內(nèi)的一組被測量的值”。即測量儀器的誤差能保證在規(guī)定的允許誤差極限范圍內(nèi)的測量儀器的示值范圍,也就是可測量的最大值和最小值之差稱為測量范圍。測量范圍就是在正常工作條件下,在這一規(guī)定的測量范圍內(nèi)使用,其示值誤差就應(yīng)處在允許極限內(nèi),如超出測量范圍使用,則示值誤差將超出允許極限值。

(二)測量儀器的計(jì)量特性

1、靈敏度“測量儀器響應(yīng)的變化除以對應(yīng)的激勵(lì)變化”。靈敏度是反映測量儀器被測量(輸入)變化引起儀器示值(輸出)變化的程度。它用被觀察變量的增量即響應(yīng)(輸出量)與相應(yīng)被測量的增量即激勵(lì)(輸入量)之商來表示。如被測量變化很小,而引起的示值(輸出量)改變很大,則該測量儀器的靈敏度就高。

對于線性測量儀器來說,其靈敏度S為:

=k=常數(shù)對于非線性的測量儀器,則靈敏度表示為:

這時(shí)靈敏度隨激勵(lì)變化而變化,它是一個(gè)變量,它與激勵(lì)值有關(guān)。

靈敏度并不是越高越好,為了方便計(jì)數(shù),使示值處于穩(wěn)定,還需要特意地降低靈敏度大小。參看P120

2、鑒別力(閾)鑒別力(discrimination)又稱閾值,是指“使測量儀器產(chǎn)生未察覺的響應(yīng)變化的最大激勵(lì)變化,這種激勵(lì)變化應(yīng)緩慢而單調(diào)地進(jìn)行”。它是指當(dāng)測量儀器在某一示值給以一定的輸入,這種激勵(lì)變化緩慢從單方向逐步增加,當(dāng)測量儀器的輸出產(chǎn)生有可覺察的響應(yīng)變化時(shí),此輸入的激勵(lì)變化稱為鑒別力。

這里必須正確區(qū)別示值范圍、標(biāo)稱范圍、測量范圍和量程的概念。示值范圍是指測量儀器標(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)稱范圍是對測量儀器整體而言的,通常用被測量的單位表示;測量范圍是指能保證規(guī)定準(zhǔn)確度,滿足示值誤差在規(guī)定極限內(nèi),可用于測量的量值范圍;量程是指標(biāo)稱范圍上限值和下限值之差的模。

例如,在一臺天平的指針產(chǎn)生可覺察位移的最小負(fù)荷變化為10mg,則此天平的鑒別力(閾)為10mg

有時(shí)人們也習(xí)慣稱鑒別力為靈敏閾或靈敏限,是同一個(gè)概念。

要注意靈敏度和鑒別力(閾)的區(qū)別和關(guān)系,靈敏度是被測量(輸入量)變化引起了測量儀器示值(輸出量)變化的程度;鑒別力(閾)是引起測量儀器示值(輸出量)可覺察變化時(shí)被測量(輸入量)的最小變化值,是指使測量儀器指針移動所要輸入的最小量值,但二者是相關(guān)的,靈敏度越高,其鑒別力越小;靈敏度越低,其鑒別力越大。

3、分辨力

分辨力(resolution)是引起相應(yīng)示值產(chǎn)生可覺察到的變化的被測量值的最小變化。顯示裝置的分辨力是指“顯示裝置能有效辯別的最小示值差”。也就是說,分辨力是指指示或顯示裝置中對其最小示值差的辨別能力。

模擬式測量儀器的分辨力為標(biāo)尺上任何兩個(gè)相鄰標(biāo)記之間間隔所表示的示值差(最小分度值)的一半。數(shù)字式測量儀器的分辨力,是最低位數(shù)字變化一個(gè)字時(shí)的示值差。半數(shù)字式指示裝置是以上兩種的綜合。

要區(qū)別分辨力和鑒別力的概念,不要把二者相混淆。因?yàn)殍b別力須在測量儀器處于工作狀態(tài)時(shí)通過實(shí)驗(yàn)才能評估或確定數(shù)值。而分辨力只須觀察指示或顯示裝置即可確定,是說明最小示值差的辨別能力。例如:給天平加砝碼。1、加了一個(gè)0.3g的砝碼,儀器讀數(shù)為0.32g。靈敏度=1.3/0.322、加0.2g的砝碼,天平?jīng)]反應(yīng),加0.3g天平示值有了反應(yīng),0.3g為鑒別力。3、分辨力與分度值(最小)有關(guān)。數(shù)字的,模擬的。半數(shù)字得。D:\360data\重要數(shù)據(jù)\我的文檔\新建文件夾\第二章計(jì)量綜合知識\靈敏度鑒別力分辨力P120.doc

4、穩(wěn)定性(stability)

指“測量儀器保持其計(jì)量特性隨時(shí)間恒定的能力?!?/p>

通常穩(wěn)定性是指測量儀器的計(jì)量特性隨時(shí)間不變化的能力。若穩(wěn)定性不是對時(shí)間而言,而是對其他量而言,則應(yīng)該明確說明。穩(wěn)定性通常用以下兩種方式定量表示:(1)計(jì)量特性變化某個(gè)規(guī)定的量所需經(jīng)過的時(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。

測量儀器產(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,以及使用貯存維護(hù)工作不仔細(xì)等所致。測量儀器進(jìn)行的周期檢定或校準(zhǔn),就是對其穩(wěn)定性的一種考核,穩(wěn)定性也是科學(xué)合理地確定檢定周期的重要依據(jù)之一。

5、漂移漂移(drift)是指“測量儀器計(jì)量特性的慢變化?!边@是反映在規(guī)定條件下,指測量儀器計(jì)量特性隨時(shí)間的慢變化,如在幾分鐘、幾十分鐘或多少小時(shí)內(nèi)保持其計(jì)量特性恒定的能力。漂移過程中,示值的連續(xù)變化,它既與被測量的變化無關(guān)也與影響量的變化無關(guān)。如有的測量儀器的零點(diǎn)漂移,有的線性測量儀器靜態(tài)特性隨時(shí)間變化的量程漂移。產(chǎn)生漂移的原因,往往是由于溫度、壓力

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