本帖最后由 史錦順 于 2016-10-4 09:14 編輯
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論校準測量能力(CMC)(1)
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史錦順
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CMC是校準測量能力。我理解這是校準時的測量能力。主要指:
1)標準(包括附件,下同)的固有的性能指標。這就是計量單位自身的能力。必須經上級計量部門的計量(實測合格)。這體現計量的溯源性。
2)由1),可以推斷出可校儀器的指標。這是計量單位的對外宣布的服務范圍(以便于下游單位送檢)。這是服務的能力。通常所說CMC,指1),即標準的性能指標。
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(一)計量中的測量能力
計量業務有檢定與校準兩種形式。先談以判別合格性為主的“檢定”,再過渡到“校準”。
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1 適應的領域
1.1 量程。計量標準的量程要覆蓋被測量的取值范圍。
1.2 頻段。例如,同樣測量功率,要看是不是相同頻段,低頻、射頻、還是微波。
1.3 接口的適應性。例如是導線,還是同軸線,還是矩形波導。
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2 標準的性能指標
2.1 準確度。又稱誤差范圍,就是計量標準的誤差絕對值的最大可能值,即標準的MPEV.用不確定度的語言說,就是標準的擴展不確定度。
2.2 穩定度。標準的隨機誤差范圍或隨機變化范圍。通常包含在誤差范圍中。在時頻計量中,對穩定度有特殊要求,短穩要單列項目。
2.3 分辨力。
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(二)計量中的能力優值
標準的性能與被檢儀器性能的比值,稱為計量能力優值,記為q。
1 穩定度計量
穩定度計量能力優值為:
q穩 = W標/W儀 (1)
W表示穩定度。腳標“標”表計量標準,腳標“儀”表被檢儀器。要求
q穩 ≤ 1/3 (2)
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2 準確度計量
準確度計量能力優值為:
q準= R標/R儀 (3)
R表示準確度。通常要求:
q準 ≤ 1/4 (4)
時頻計量要求:
q準 ≤ 1/10 (5)
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3 分辨力要求
D標 ≤ D儀/10 (6)
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(2)式、(5)式、(6)式是可忽略條件。(3)式是資格條件,不是可忽略條件,在合格性判別中,要計及待定區。
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(三)計量中合格性判別的誤差
計量的誤差公式推導如下。
必須認清:求什么,用什么,靠什么,得什么。物理公式必須物理意義確切。物理公式必須是意義明確的“構成公式”。
測量是用測量儀器測量被測量,以求得被測量的值。而檢定是用被檢儀器來測量已知量值的標準,以求得測量儀器的誤差,看是否合格。檢定是測量的逆操作。測量儀器的誤差,是檢定的認識對象。檢定的目的是求得儀器的誤差,必須是測得值與被測量真值之差,而得到的是測得值與標準標稱值之差;對計量本身的誤差分析,就是求這二者的差別。
設測得值為M,計量標準的標稱值為B,標準的真值為Z;儀器的誤差元(以真值為參考)為r(儀),檢定得到的儀器測得值與標準的標稱值之差值為r(示),標準的誤差元為r(標)。
1 要得到的測量儀器的誤差元為:
r儀= M–Z (7)
2 檢定得到儀器的視在誤差元為:
r實驗 = M – B (8)
3 標準的誤差元為
r標 = B–Z
4 (7)與(8)之差是計量誤差元:
r計 = r實驗 – r儀 =(M-B)-(M-Z)
=(Z–B)
= r標 (9)
誤差范圍是誤差元的絕對值的最大可能值。誤差范圍關系為:
│r計│max = │r標│max
即有
R計= R標 (10)
(10)式是計量誤差的基本關系式,計量誤差由標準(及其附件)的誤差范圍決定。計量誤差與被檢儀器的誤差因素無關。
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