6測量儀器及其特性

1、<p><b>　　一、思考題</b></p><p>　　1．什么是測量儀器?</p><p>　　答：測量儀器又稱計量器具，是指“單獨地或連同輔助設(shè)備一起用以進行測量的器具”。</p><p>　　2．測量儀器按結(jié)構(gòu)和功能是如何分類的?</p><p>　　答：按結(jié)構(gòu)和功能特點測量儀器可以分為以下幾類：&l

2、t;/p><p>　?。?）指示式或顯示式測量儀器</p><p>　?。?）記錄式測量儀器</p><p>　?。?）累計式測量儀器</p><p>　　（4）積分式測量儀器</p><p>　?。?）模擬式測量儀器或模擬式指示儀器</p><p>　　（6）數(shù)字式測量儀器或數(shù)字式指示儀器<

3、/p><p>　　3．實物量具有何特點?</p><p>　　答：實物量具的特點是：(1)本身直接復(fù)現(xiàn)或提供了單位量值，即實物量具的示值(標(biāo)稱值)復(fù)現(xiàn)了單位量值，如量塊、線紋尺本身就復(fù)現(xiàn)了長度單位量值；(2)在結(jié)構(gòu)上一般沒有測量機構(gòu)，如砝碼、標(biāo)準(zhǔn)電阻，它只是復(fù)現(xiàn)單位量值的一個實物；(3)由于沒有測量機構(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，如砝碼要用天平、量塊

4、要配用干涉儀、光學(xué)計。因此，實物量具往往是一種被動式測量儀器。</p><p>　　4．測量系統(tǒng)有何特點?</p><p>　　答：測量系統(tǒng)是由各種測量儀器連同輔助設(shè)備組裝起來的，有時也可以隨時拆卸，形成固定安裝的測量系統(tǒng)。</p><p>　　5．測量設(shè)備有何特點?</p><p>　　答：(1)概念的廣泛性；(2)內(nèi)容的擴展性；(3)測量

5、設(shè)備包括硬件和軟件。</p><p>　　6．敏感器、檢測器和傳感器的區(qū)別是什么?</p><p>　　答：它們的概念不同。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)；敏感器是直接受被測量作用，能接受被測量信息的一個元件。</p><p>　　7．測量鏈的特點是什么?</p><p&

6、gt;　　答：測量鏈?zhǔn)菧y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通道，這一通道由一系列單元組成。如由傳聲器、衰減器、濾波器、放大器和電壓表組成的電聲測量鏈；如一個壓力表的機械測量鏈，由波登管、機械傳動系統(tǒng)和刻度盤構(gòu)成。</p><p>　　8．示值范圍、標(biāo)稱范圍、測量范圍、量程的區(qū)別是什么?</p><p>　　答：要注意正確區(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

7、指測量標(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)稱范圍是對測點整體而言的，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?！?。</p><p>　　9．測量儀器儀器常數(shù)的作用是什么?</p><p>　　答：儀器常數(shù)是為確定被測量指示值與儀器相乘的一個系數(shù)，其目的是為了確定

8、被測量值的大小。</p><p>　　lO．什么是靈敏度?</p><p>　　答：靈敏度是指測量儀器響應(yīng)的變化除以對應(yīng)的激勵變化。</p><p>　　11．什么是鑒別力[閾]?</p><p>　　答：鑒別力[閾]是指使測量儀器產(chǎn)生未察覺的響應(yīng)變化的最大激勵變化，這種激勵變化應(yīng)緩慢而單調(diào)地進行。</p><p>　

9、　12．什么是分辨力?</p><p>　　答：分辨力是指顯示裝置能有效辨別的最小示值差。</p><p>　　13．靈敏度與鑒別力、分辨力和鑒別力有何區(qū)別?</p><p>　　答：要注意靈敏度和鑒別力(閾)的區(qū)別和關(guān)系，這是兩個概念，靈敏度是被測量(輸人量)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)可覺察變化時被測量(輸

10、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?。混`敏度越低，其鑒別力越大。</p><p>　　要區(qū)別分辨力和鑒別力(閾)的概念，不要把二者相混淆。因為鑒別力是在測量儀器處于工作狀態(tài)時通過實驗才能評估或確定數(shù)值，它說明響應(yīng)的覺察變化所需要的最小激勵值。而分辨力是只須觀察指示或顯示裝置，即使測量儀器不工作也可確定，是說明最小示值差的辨別能力。</p>

11、;<p>　　14．什么是測量儀器死區(qū)?</p><p>　　答：死區(qū)是指不致引起測量儀器響應(yīng)發(fā)生變化的激勵雙向變動的最大區(qū)間。</p><p>　　15．什么是測量儀器漂移?</p><p>　　答：漂移是指測量儀器計量特性的慢變化。</p><p>　　16．什么是測量儀器響應(yīng)特性?</p><p>

12、　　答：響應(yīng)特性是指在確定條件下，激勵與對應(yīng)響應(yīng)之間的關(guān)系。</p><p>　　17．什么是測量儀器響應(yīng)時間?</p><p>　　答：響應(yīng)時間是指激勵受到規(guī)定突變的瞬間，與響應(yīng)達到并保持其最終穩(wěn)定值在規(guī)定極限內(nèi)的瞬間，這兩者之間的時間間隔。</p><p>　　18．什么是測量儀器準(zhǔn)確度?</p><p>　　答：測量儀器準(zhǔn)確度是指測量儀

13、器給出接近于真值的響應(yīng)能力。</p><p>　　19．什么是測量儀器準(zhǔn)確度等級?</p><p>　　答：測量儀器準(zhǔn)確度等級是指符合一定的計量要求，使誤差保持在規(guī)定極限以內(nèi)的測量儀器的等別、級別。</p><p>　　20．測量儀器準(zhǔn)確度和準(zhǔn)確度等級有何區(qū)別?</p><p>　　答：準(zhǔn)確度等級只是確定了測量儀器本身的計量要求，它并不等于用

14、該測量儀器進行測量時所得測量結(jié)果的準(zhǔn)確度高低，因為準(zhǔn)確度等級是指儀器本身而言的，是在參考條件下測量儀器誤差的允許極限。</p><p>　　21．什么是測量儀器示值誤差?</p><p>　　答：測量儀器示值誤差是指測量儀器示值與對應(yīng)輸入量的真值之差。</p><p>　　22．什么是測量儀器最大允許誤差?</p><p>　　答：測量儀器最

15、大允許誤差是指對給定的測量儀器、規(guī)范、規(guī)程等所允許的誤差極限值。</p><p>　　23．測量儀器的示值誤差、測量儀器的最大允許誤差和測量不確定度有何區(qū)別?</p><p>　　答：三者的區(qū)別是：最大允許誤差是指技術(shù)規(guī)范(如標(biāo)準(zhǔn)、檢定規(guī)程)所規(guī)定的允許的誤差極限值，是判定儀器是否合格的一個規(guī)定要求；而測量儀器的示值誤差是測量儀器的示值與被測量的真值(由于真值不知，往往用約定真值代替真值)

16、之差，即示值誤差的實際大小，是通過檢定、校準(zhǔn)所得到的一個值，可以評價是否滿足最大允許誤差的要求，從而判斷該測量儀器是否合格，或根據(jù)實際需要提供修正值，以提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確度；測量不確定度是表征測量結(jié)果分散性的一個參數(shù)，或表述成一個區(qū)間或一個范圍，說明被測量真值以一定概率落于其中，它是用于說明測量結(jié)果的可信程度的?？梢姡畲笤试S誤差、測量儀器的示值誤差和測量不確定度具有不同概念。測量儀器的示值誤差是某一點示值對真值(約定真值)之差，測量儀

17、器的示值誤差的值是確定的，其符號也是確定的，可能是正誤差或負(fù)誤差；示值誤差是實驗得到的數(shù)據(jù)，可以用示值誤差獲得修正值，以便對測量儀器進行修正；而最大允許誤差只是一個允許誤差的規(guī)定范圍，是人為規(guī)定的一個區(qū)間范圍。在文字表述上，最大允許誤差是一個專用術(shù)語，最好不要分割，要規(guī)范化，可以把所指最大允許誤差的對象作為定語放在前面，如“示值最大允許誤差”，而</p><p>　　24．什么是測量儀器基值誤差?</p&g

18、t;<p>　　答：測量儀器的基值誤差是指為核查儀器而選甩在規(guī)定的示值或規(guī)定的被測量值處的測量儀器誤差。</p><p>　　25．什么是測量儀器零值誤差?</p><p>　　答：測量儀器零值誤差是指被測量為零值的基值誤差。</p><p>　　26．測量儀器漂移和零值誤差有何區(qū)別?</p><p>　　答：漂移是反映在規(guī)定條

19、件下，指測量儀器計量特性隨時間的慢變化，如在幾分鐘、幾十分鐘或多少小時內(nèi)保持其計量特性恒定的能力。產(chǎn)生漂移的原因，往往是由于溫度、壓力、濕度等變化所引起，或由于儀器本身性能的不穩(wěn)定。</p><p>　　零值誤差是指被測量為零值時，測量儀器示值相對于標(biāo)尺零刻線之差。也可以說是當(dāng)被測量值為零時，測量儀器的直接示值與標(biāo)尺零刻線之差。零值誤差與指示裝置的結(jié)構(gòu)有關(guān)。</p><p>　　27．什么

20、是測量儀器固有誤差?</p><p>　　答：測量儀器固有誤差是指在參考條件下確定的測量儀器的誤差。</p><p>　　28．什么是測量儀器偏移?</p><p>　　答：測量儀器偏移是指測量儀器示值的系統(tǒng)誤差的估計值。</p><p>　　29．什么是測量儀器的穩(wěn)定性?</p><p>　　答：測量儀器的穩(wěn)定性是指

21、保持其計量特性隨時間恒定的能力。</p><p>　　30．什么是測量儀器的重復(fù)性?</p><p>　　答：測量儀器的重復(fù)性是指在相同測量條件下，重復(fù)測量同一個被測量，測量儀器提供相近示值的能力。</p><p>　　31．測量儀器穩(wěn)定性和重復(fù)性有何區(qū)別?</p><p>　　答：穩(wěn)定性是指測量儀器的計量特性隨時間不斷變化的能力，可以進行定

22、量的表征，主要是確定計量特性隨時間變化的關(guān)系。</p><p>　　重復(fù)性是指多次測量同一量其示值的變化，實質(zhì)上反映了測量儀器示值的隨機誤差分量，所以重復(fù)性可以用示值的分散性定量地表示。</p><p>　　32．什么是測量儀器的引用誤差?</p><p>　　答：測量儀器的引用誤差是指測量儀器的誤差除以儀器的特定值。</p><p>　　3

23、3．參考條件、額定操作條件和極限條件的區(qū)別是什么?</p><p>　　答：必須正確區(qū)別額定操作條件、極限條件和參考條件的概念。額定操作條件是測量儀器正常使用的條件，參考條件是為確定測量儀器本身計量性能所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件，極限條件則是測量儀器不受損壞和不降低準(zhǔn)確度所允許的極端條件。這三者當(dāng)中，參考條件要求最嚴(yán)，額定條件比較寬，而極端條件的范圍和額定值為最大。</p><p><b>

24、;　　二、選擇題(單選)</b></p><p>　　1．實物量具是（A）。</p><p>　　A．使用時以固定形態(tài)復(fù)現(xiàn)或提供給定量的一個或多個已知值的計量器具</p><p>　　B．能將輸入量轉(zhuǎn)化為輸出量的計量器具</p><p>　　C．能指示被測量值的計量器具</p><p>　　D．結(jié)構(gòu)上一般有

25、測量機構(gòu)，是一種被動式計量器具</p><p>　　2．下列計量器具中（A）是指示式測量儀器。</p><p>　　A．血壓計 B．量塊 C．電阻箱 D．鋼卷尺</p><p>　　3．測量傳感器是指（C）。</p><p>　　A．一種指示式計量器具</p><p>　　B．輸入和輸出為同種量的儀器

26、</p><p>　　C．提供與輸入量有確定關(guān)系的輸出量的器件</p><p>　　D．通過轉(zhuǎn)換得到的指示值或等效信息的儀器</p><p>　　4．某一玻璃液體溫度計，其標(biāo)尺下限示值為-20℃，而其上限示值為+80℃，則該溫度計的上限與下限之差為該溫度計的（C）</p><p>　　A．示值范圍 B．標(biāo)稱范圍 C．量程 D

27、．測量范圍</p><p>　　5．有兩臺檢流計，A臺輸入lmA光標(biāo)移動10格，B臺輸入lmA光標(biāo)移動20格，則A臺</p><p>　　檢流計的靈敏度比B臺檢流計的靈敏度(B).</p><p>　　A．高 B．低 C．相近 D．相同</p><p>　　6．當(dāng)一臺天平的指針產(chǎn)生可覺察位移的最

28、小負(fù)荷變化為10mg，則此天平的(C)為10mg。</p><p>　　A．靈敏度 B．分辨力 C．鑒別力 D．死區(qū)</p><p>　　7．有一臺溫度計其標(biāo)尺分度值為100C ，則其分辨力為(C)。</p><p>　　A．10C B．20C C．50C D．100C</p>

29、<p>　　8．在相同測量條件下，重復(fù)測量同一個被測量，測量儀器提供相近示值的能力稱為測量儀</p><p><b>　　器的(B)。</b></p><p>　　A．穩(wěn)定性 B．重復(fù)性 C．復(fù)現(xiàn)性 D．示值變化</p><p>　　9．某一被檢電壓表的示值為20V，用標(biāo)準(zhǔn)電壓表檢定，其電壓實際值(標(biāo)準(zhǔn)值

30、)為20.1V</p><p>　　則示值20V的誤差為(B)</p><p>　　A．0.1V B．-0.1V C．0.05V D．-0.05V</p><p>　　10．檢定一臺準(zhǔn)確度等級為2.5級、上限為100A的電流表，發(fā)現(xiàn)在50A的示值誤差為2A，且為各被檢示值中最大，所以該電流表檢定結(jié)果引用誤差不大于(A).</

31、p><p>　　A．+2％ B．-2％ C．+4％ D．-2.5％</p><p>　　11．通常把被測量值為零時測量儀器的示值相對于標(biāo)尺零刻線之差值稱為(C)</p><p>　　A．零位誤差 B．固有誤差</p><p>　　C．零值誤差(即零值的基值誤差) D．測量儀器的偏

32、移</p><p>　　12．某一檢定員，對某一測量儀器在參考條件下，通過檢定確定了該測量儀器各點的示值</p><p>　　誤差，該誤差是(D)。</p><p>　　A．測量儀器的最大允許誤差 B．測量儀器的基值誤差</p><p>　　C．測量儀器的重復(fù)性 D．測量儀器的固有誤差(基本誤差) ；</p>&l

33、t;p>　　13．使測量儀器的規(guī)定計量特性不受損也不降低，其后仍可在額定操作條件下運行而能承</p><p>　　受的極端條件稱（C）。</p><p>　　A．參考條件 C．極限條件 B．額定操作條件 D．正常使用條件</p><p><b>　　三、選擇題(多選)</b></p><p>　　

34、1．單獨地或連同輔助設(shè)備一起用以進行測量的器具在計量學(xué)術(shù)語中稱為（AC）。</p><p>　　A．測量儀器 B．測量鏈 C．計量器具 D．測量傳感器</p><p>　　2．下列計量器具中（BC）屬于實物量具。</p><p>　　A．流量計 B．標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器 C．砝碼 D．秤</p><p

35、>　　3．測量設(shè)備是指(ABD)以及進行測量所必須的資料的總稱。</p><p>　　A．測量儀器 B．測量標(biāo)準(zhǔn)(包括標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)) C．被測件 D．輔助設(shè)備</p><p>　　4．測量儀器的準(zhǔn)確度是一個定性的概念，在實際應(yīng)用中應(yīng)該用測量儀器的(AB)表示其準(zhǔn)確程度。 </p><p>　　A．最大允許誤差 B．準(zhǔn)確度等級