示值誤差和最大允許誤差

示值誤差和最大允許誤差
示值就是由測量儀器所指示的被測量值。測量儀器的示值誤差是測量儀器示值與對應(yīng)的輸入量的真值之差，它是測量儀器最主要的計(jì)量特性之一，本質(zhì)上反映了測量儀器準(zhǔn)確度的大小，即測量儀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。為確定測量儀器的示值誤差，當(dāng)接受高等級的測量標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)時(shí)，該測量標(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，指示式測量儀器的示值誤差＝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。
測量儀器示值誤差，通常簡稱為測量儀器的誤差，可用絕對誤差形式表示，也可用相對誤差形式表示。確定測量儀器示值誤差的大小，是為了判定測量儀器是否合格，并獲得其示值的修正值。
對給定的測量儀器，由規(guī)范、規(guī)程等所允許的誤差極限值，稱為測量儀器的最大允許誤差。通?？珊唽憺閙pe，有時(shí)也稱為測量儀器的允許誤差限。
示值誤差和最大允許誤差均是對測量儀器本身而言的。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)判定測量儀器合格與否的規(guī)定的要求；而示值誤差則是指測量儀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，用以評價(jià)測量儀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，以提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確度。
(四)靈敏度
測量儀器響應(yīng)的變化除以對應(yīng)的激勵(lì)變化，稱為靈敏度。它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，用被觀察變量的增量(即響應(yīng)或輸出量)與相應(yīng)被測量的增量(即激勵(lì)或輸入量)之商來表示。如果被測量變化很小，而引起的示值改變(輸出量)很大，則該測量儀器的靈敏度很高。
靈敏度是測量儀器重要的計(jì)量特性之一，其值應(yīng)與測量目的相適應(yīng)，并不是越高越好。
(五)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，或簡稱為分辨力。它是指顯示裝置中對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)誤差引起的對測量結(jié)果的影響。
(六)穩(wěn)定性和漂移
穩(wěn)定性通常是指測量儀器保持其計(jì)量特性隨時(shí)間恒定的能力。若穩(wěn)定性不是對時(shí)間而言，而是對其他量而言，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)電池對其長期穩(wěn)定性(電動(dòng)勢的年變化幅度)和短期穩(wěn)定性(電動(dòng)勢在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)定長度每年的允許最大變化量(微米／年)進(jìn)行考核。
對于測量儀器，尤其是測量標(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、儲存、維護(hù)工作不細(xì)致等所致。對測量儀器進(jìn)行周期檢定或定期校準(zhǔn)，就是對其穩(wěn)定性的一種考核。
漂移是測量儀器計(jì)量特性的慢變化。它反映了在規(guī)定的條件下，測量儀器計(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：測量儀器在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的零點(diǎn)漂移，線性測量儀器靜態(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。測量儀器使用前采取預(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。
三、測量儀器的選用原則
選用測量儀器應(yīng)從技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，使其計(jì)量特性(如最大允許誤差、穩(wěn)定性、測量范圍、靈敏度、分辨力等)適當(dāng)?shù)貪M足預(yù)定的要求，既要夠用，又不過高。
(一)技術(shù)性
在選擇測量儀器的最大允許誤差時(shí)，通常應(yīng)為測量對象所要求誤差的1/3～1/5，若條件不許可，也可為1/2，當(dāng)然此時(shí)測量結(jié)果的置信水平就相應(yīng)下降了。
在選擇測量儀器的測量范圍時(shí)，應(yīng)使其上限與被測量值相差不大而又能覆蓋全部量值。
在選擇靈敏度時(shí)，應(yīng)注意靈敏度過低會(huì)影響測量準(zhǔn)確度，過高又難于及時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)。
在正常使用條件下，測量儀器的穩(wěn)定性很重要，它表征測量儀器的計(jì)量特性隨時(shí)間長期不變的能力。一般來說，人們都要求測量儀器具有高的可靠性；在極重要的情況下，比如在核反應(yīng)堆、空間飛行器中，為確保萬無一失，有時(shí)還要選備兩套相同的測量儀器。
在選擇測量儀器時(shí)，應(yīng)注意該儀器的額定操作條件和極限條件。這些條件給出了被測量值的范圍、影響量的范圍以及其他重要的要求，以使測量儀器的計(jì)量特性處于規(guī)定的極限之內(nèi)。
此外，還應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化的測量儀器，以便于安裝、使用、維修和更換。
(二)經(jīng)濟(jì)性
測量儀器的經(jīng)濟(jì)性是指該儀器的成本，它包括基本成本、安裝成本及維護(hù)成本。基本成本一般是指設(shè)計(jì)制造成本和運(yùn)行成本。對于連續(xù)生產(chǎn)過程中使用的測量儀器，安裝成本中還應(yīng)包括安裝時(shí)生產(chǎn)過程的停頓損失費(fèi)(停機(jī)費(fèi))。通常認(rèn)為，首次檢定費(fèi)應(yīng)計(jì)入安裝成本，而周期檢定費(fèi)應(yīng)計(jì)入維護(hù)成本。這就意味著，應(yīng)考慮和選擇易于安裝、容易維修、互換性好、校準(zhǔn)簡單的測量儀器。
測量準(zhǔn)確度的提高，通常伴隨著成本的上升。如果提出過高的要求，采用超越測量目的的高性能的測量儀器，而又不能充分利用所得的數(shù)據(jù)，那將是很不經(jīng)濟(jì)，也是毫無必要的。此外，從經(jīng)濟(jì)上來說，應(yīng)選用誤差分配合理的測量儀器來組成測量裝置。
四、測量準(zhǔn)確度和精密度
(一)測量準(zhǔn)確度
通過測量所得到的賦予被測量的值，稱為測量結(jié)果。而真值是與被測量定義一致的值。測量準(zhǔn)確度是指測量結(jié)果與被測量真值之間的一致程度。
通常認(rèn)為，測量準(zhǔn)確度是一個(gè)定性的概念，不宜將其定量化。它是一個(gè)理想化的概念，難于操作，所以，準(zhǔn)確度的值無法準(zhǔn)確地給出。換言之，我們可以說準(zhǔn)確度高低、準(zhǔn)確度等級或準(zhǔn)確度符合X X標(biāo)準(zhǔn)等，而不宜將準(zhǔn)確度與數(shù)字直接相連。例如：準(zhǔn)確度為0.25％、16mg或±16mg等。
在實(shí)際工作中，測量準(zhǔn)確度可以用測量結(jié)果對約定真值的偏移來估計(jì)。
(二)測量精密度
測量精密度是指在規(guī)定條件下獲得的各個(gè)獨(dú)立觀測值之間的一致程度。不要用術(shù)語“精密度”來表示“準(zhǔn)確度”，因?yàn)榍罢邇H反映分散性，即指隨機(jī)效應(yīng)所致的測量結(jié)果的不可重復(fù)性或不可再現(xiàn)性；而后者則是指在隨機(jī)效應(yīng)和系統(tǒng)效應(yīng)的綜合作用下，測量結(jié)果與真值的不一致。

其實(shí)說簡單點(diǎn)，示值誤差呢，就是測量時(shí)測量儀器所測量值跟被測量物真實(shí)值的差；最大允許誤差呢，是說允許測量儀器有的誤差的最大值。（當(dāng)測量儀器的誤差超過這個(gè)值的時(shí)候，這個(gè)儀器就不合格了）

當(dāng)示值誤差在不同的數(shù)值顯示較大的不同時(shí)，是不是可以認(rèn)為其偏移不顯著。例如; 卡尺（150mm), 在50mm時(shí)的%示值誤差=2.7， 在100mm時(shí)的%示值誤差=0.2.

[ 本帖最后由 Undine 于 2008-8-26 10:08 編輯 ]