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二、測(cè)量?jī)x器的計(jì)量特性
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。
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,稱為測(cè)量?jī)x器控制。這些控制可包括對(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):
型式試驗(yàn):是由政府計(jì)量行政部門做出的承認(rèn)測(cè)量?jī)x器的型式符合法定要求的決定。
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)記和檢定證書。
檢驗(yàn):是對(duì)所種測(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使用中量大允許誤差范圍等。
(一)標(biāo)稱范圍、量程和測(cè)量范圍(熟悉)
標(biāo)稱范圍: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,稱為標(biāo)稱范圍。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)稱范圍一般用上限和下限說明,當(dāng)下限為零時(shí),標(biāo)稱范圍一般只用其上限來表示。
量程:標(biāo)稱范圍的上限與下限這差的絕對(duì)值。
測(cè)量范圍:也稱工作范圍,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。(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)。
測(cè)量范圍總是等于或小于標(biāo)稱范圍。
示值范圍是指測(cè)量?jī)x器標(biāo)尺或顯示裝置所指示的范圍,可用標(biāo)尺或顯示器上的單位表示;
標(biāo)稱范圍是對(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)稱范圍上、下限之差的絕對(duì)值。
(二)額定操作條件、極限條件和參考條件(了解)
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。只有滿足這些條件,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。
極限條件: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。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:指測(cè)量?jī)x器在性能試驗(yàn)或進(jìn)行檢定、校準(zhǔn)、對(duì)比時(shí)的使用條件,即標(biāo)準(zhǔn)工作條件,或?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)條件。
三種條件中,參考條件最嚴(yán)格,額定操作條件則較寬,而極端條件的范圍(和額定值?)為最大。
(三)示值誤差和最大允許誤差(掌握)
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。
在經(jīng)過高等級(jí)的測(cè)量標(biāo)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)的量值為約定真值,通常稱為實(shí)際值、標(biāo)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。
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,可用絕緣誤差形式表示,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,上規(guī)范、量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。(簡(jiǎn)寫為:mpe),
(四)靈敏度(了解)
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。
(五)分辨力(掌握)
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。數(shù)字式顯示裝置,其分辨力為末位的一個(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。
(六)穩(wěn)定性和漂移(熟悉)
穩(wěn)定性是指測(cè)量?jī)x器保持其計(jì)量特性隨時(shí)間恒定的能力,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。
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。諸如在一定時(shí)間內(nèi),保持其計(jì)量特性恒定的能力。
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。
三、測(cè)量?jī)x器的選用原則(了解)選用測(cè)量?jī)x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(cè)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。
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