計量基礎xin

1、計量基礎知識,,概述,1 計量 是實現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準確可靠的測 量活動。如：確定計量單位制，研究 建立計量基準標準，檢定，校準，計 量執(zhí)法監(jiān)督等活動。2 計量學 是關于測量測量的科學。它包括科學計量，法制計量和工業(yè)計量。,3 計量的基本特征 （1）統(tǒng)一性 （2）準確性 （3）溯源性 （4）法制性4 測量 以確定量值為目的的一組操作。,5 計量研究的內容（1）計量單位與單位制（2）計量

2、器具（3）量值傳遞與量值溯源（4）物理常量材料與物質特性的測定（5）不確定數據處理與測量理論及方法（6）計量管理,6 需要學習的通用計量技術規(guī)范 JJF1001—1998 通用計量術語及定義 JJF1069—1999 法定計量檢定機構考核規(guī)范 JJF1033—1999 計量標準考核規(guī)范 CNAL?AC01：2005 檢測和校準實驗室認可準則（idt ISO ? IEC17025:1999） JJF1

3、059—1999 測量不確定度與表示 JJF1022—1992 計量標準命名規(guī)范 JJF1016—2002 計量器具型式評價大綱編寫導責 JJF1015—2002 計量器具型式評價和型式批準通用規(guī)范,,7 常見部分相關組織 CNAL 中國實驗室國家認可委員會 ISO 國際標準化組織 IEC 國際電工技術委員會 OIML 國際法制計量組織 UL 保險商試驗所 NIST

4、 美國國家標準與技術研究院,關于測量儀器的術語-測量儀器,1.測量儀器 measuring instrument 單獨地或連同輔助設備一起用以進行測量的器具。 ?如：溫度計、電壓表、直尺、頻率計數器等屬于可單獨完成測量任務的測量儀器。 ?又如：砝碼、量塊、熱電偶、標準電阻等屬于必須與其他輔助設備一起使用才能完成測量的測量儀器。,測量儀器的種類繁多：按計量學用途分：計量基準、計量標 準、工作用計量器具；按結構和功能分

5、：實物量具、測量儀 器儀表、標準物質、測量系統(tǒng)；按原理和示值方式分：模擬式、數字 式；累計式、積分式；顯示式、記錄式等測量儀器；按自動化程度分：自動測試儀器、智 能儀器、自動測試系統(tǒng)、VXI儀器;還可以按輸出形式、特定用途、準確 度等級等特性分。,在我國的計量法律、法規(guī)中，測量儀器被稱為計量器具。 器—有源 具—無源?在ISO9000系列質量標準中將測量儀器及其測量用軟件、硬件

6、和所必須的資料統(tǒng)稱測量設備。,關于測量儀器的術語-實物量具,2.實物量具 material measure 使用時以固定形態(tài)復現(xiàn)或提供給定量的一個或多個已知值的器具。例如：砝碼、量塊、標準電阻、標準信號發(fā)生器等。,實物量具的主要特性是能復現(xiàn)或提供某個量的已知量值。 如：砝碼是復現(xiàn)質量單位量值的實物，標準信號發(fā)生器是提供多個量值的量具；已知量值是指具有給定不確定度的量值。?實物量具分單值量具和多值量具。例

7、如：量塊、標準電池為單值量具；線紋尺、電阻箱為多值量具。?在測量標準中通常把實物量具稱為標準器。,關于測量儀器的術語-測量系統(tǒng),3.測量系統(tǒng) measuring system 組裝起來以進行特定測量的全套測量儀器和其他設備。?例如：測量半導體材料電導率的裝置是由恒流源、四根金屬探針、電位差計組成的測量系統(tǒng)。?又如：絕緣層燒蝕率測量系統(tǒng)由分別裝在瓶中的氧氣和乙炔、氣體壓力計、氧氣流量計、乙炔流量計、溫度計、計時器等組成。,

8、測量系統(tǒng)可以包含實物量具和化學試劑。?固定安裝著的測量系統(tǒng)稱為測量裝置。例如：校準玻璃水銀溫度計的裝置是包括標準溫度計及固定安裝的制冷恒溫槽、恒溫水槽、油槽、冰點器和讀數裝置等的一整套測量系統(tǒng)。,關于測量儀器特性的術語-響應特性,4 響應特性 response Characteristic 在確定條件下，激勵與對應響應之間的關系。 ?激勵就是測量儀器的輸入量或輸入信號，響應就是其輸出量或輸出信號，而響應特性

9、就是測量儀器的輸入輸出特性。,響應特性可以用數學等式、數值表或圖表表示 y = f（x） 例如：熱電偶的電動勢與溫度的關系，溫度是熱電偶的激勵，電動勢是熱電偶的輸出響應，一般其響應特性可以用函數關系表示，也可以畫成響應特性曲線。,動態(tài)響應特性： 在動態(tài)測量中，測量儀器的激勵(或輸入)隨時間變化，則其響應(或輸出)也是時間的函數，這時儀器的響應特性稱動態(tài)響應特性。 激勵為：x

10、（t）， 響應為：y （t）= f（x，t）；動態(tài)響應特性為： y （t）/ x（t）。,傳遞函數是響應特性的一種形式。 傳遞函數 h （t）,測量儀器,,,輸出響應 y （t）,對應的傅里埃變換：,h（t）稱為儀器的脈沖響應，H（f）稱為儀器的頻率響應,輸入激勵x （t）,關于測量儀器特性的術語-靈敏度,5 靈敏度 sensitivity 測量儀器響應的

11、變化除以對應激勵的變化。 ?靈敏度是測量儀器的輸入（被測量）變化引起輸出（儀器示值）變化的程度。 S=?y/?x,當很小的輸入變化引起輸出變化很大，則該測量儀器的靈敏度高。 ?有時表述時要說明對什么量的靈敏度。 例如檢流計，要說明電壓靈敏度還是電流靈敏度。?有時儀器的靈敏度是隨激勵值變化的。 例如用電動儀表測量電功率時靈敏度是常數，但用它

12、測量電流或電壓時靈敏度是隨激勵值變的。,關于測量儀器特性的術語-分度值,6 分度值 divisions 相鄰刻度線或相鄰示值之差 ?對于標尺式的，為相鄰刻度線 之差; ?對于數字式的，為相鄰示值之差， 即最小跳變量.,關于測量儀器特性的術語-鑒別力,7 鑒別力[閾] discrimination [threshold] 使測量儀器產生未覺察的響應變化的最大激勵變化，這種激勵變化應緩慢而單調

13、地進行。?鑒別力閾可能與例如噪聲或摩擦力有關，也可能與激勵值有關。?有時也稱“靈敏閾”或“靈敏限”。,例如：相位噪聲測試儀的閾值 當輸入信號功率逐漸減小，則顯示器上的譜線逐漸降低，到顯示器上顯示的譜線降到幾乎要掩埋在儀器自身底部噪聲中時，讀下此時的輸入信號功率值即為該儀器的閾值，如-160dBm。,在有些領域，把鑒別力稱為靈敏度,并按輸出信號噪聲比達到規(guī)定值時的最小輸入量值定義。例如：無線電計量中，接收機的靈敏度為當輸出信噪

14、比為1時的輸入信號。 又如：有機質譜儀的靈敏度是對固定樣品、某一電離方法和某一離子電極，在給定的操作條件下檢測樣品的分子離子的信噪比達到10（有時為20或30）時所需的最小樣品量。,關于測量儀器特性的術語-分辨力,8 [顯示裝置的]分辨力resolution [ of a displaying device] 顯示器能有效辨別的最小的示值差。 注意：1.分辨力是指顯示裝置中對其示值差的最小辨別能力; 2.不要將分辨力稱為

15、分辨率;3.不要將分辨力與分度值等同。,模擬式顯示裝置的分辨力為標尺分度值的一半。如：游標量具的分度值為0.1mm,則分辨力為0.05mm。?對于數字式顯示裝置，分辨力為變化一個末位有效數字時其示值的變化。如:某臺五位半數字電壓表，其末位變化一個字表示示值變化1?V，則分辨力為1?V。此概念亦適用于記錄裝置。,關于測量儀器特性的術語-穩(wěn)定性,9 穩(wěn)定性 stability 測量儀器保持其計量特性隨時間恒定的能力。?通常穩(wěn)

16、定性是指儀器的計量特性隨時間不變化的能力；?若穩(wěn)定性不是對時間而言，則應該明確說明。,穩(wěn)定性可以用幾種方式定量表示：用計量特性變化某個規(guī)定的量所經過的時間；用計量特性經規(guī)定的時間所發(fā)生的變化。例如：標準電池：長期穩(wěn)定性是指電動勢的年變化幅度，短期穩(wěn)定性是指電動勢在3~5天內的變化幅度。量塊:是其長度每年的最大變化量（?m/a)。,關于測量儀器特性的術語-漂移,10 漂移 drift 測量儀器計量特性的慢變化。,,,,

17、t,輸出量值,漂移是指測量儀器的特性隨時間的緩慢變化,產生漂移的原因往往是由于溫度、壓力、濕度等影響量的影響所引起，或儀器本身的慢變化引起。?穩(wěn)定性是隨機影響引起，而漂移是由隨時間變化著的系統(tǒng)影響引起。例如：標準電池的電動勢漂移、頻率源的輸出頻率漂移。又如：熱導式氫分析儀的 零點漂移和量程漂移。,關于測量儀器特性的術語-響應時間,11 響應時間 response time 激勵受到規(guī)定突變的瞬間，與響應達

18、 到并保持其最終穩(wěn)定值在規(guī)定極限內 的瞬間，這兩者之間的時間間隔。,響應時間示意圖,,,,,,,,,,,,,,,,,??,Y（t）,X（t）,t1,t,t2,t1,t,響應時間=t2-t1,激勵：,響應：,關于測量儀器特性的術語-準確度,12 [測量儀器的]準確度 accuracy [of a measuring instrument] 測量儀器給出接近于真值的響應的能力。 注：準確度是定性的概念。

19、 準確度不再用于測量儀器的定量評定，但仍可用于儀器的定性描述。,測量儀器特性的術語-準確度等級,13 準確度等級 accuracy class 符合一定的計量要求，使誤差保持在規(guī)定極限以內的測量儀器的等別、級別。 準確度等級通常按約定注以數字或符號，并稱為等級指標。例如：一等標準電阻，0.5級電流表，1等活塞式壓力計等,.準確度等級的劃分依據儀器的最大允許誤差，也考慮其他計量特性指標的要求。依據校準值的測量

20、不確定度。?測量儀器準確度等級應滿足的要求是在有關的規(guī)程或規(guī)范中明確規(guī)定的。,準確度等級與準確度,準確度等級與準確度是不同的：準確度等級是指儀器誤差的允許范圍，不是與真值接近程度；準確度等級是儀器本身計量特性的一種表達形式，不是用它進行測量時測量結果的準確程度；,,,,,,,,,,準確度等級,示值,真值,準確度等級劃分舉例,量塊的等的劃分 主要依據量塊中心長度的測量不確定度U及長度變動量?劃分，分為6等。按校準值或修正值使用，

21、按等使用時已知其不確定度。例如: 單位：?m,變動量是量塊上任意點兩測量面間最大長度與最小長度之差。,準確度等級劃分舉例,量塊級的劃分 量塊的級按規(guī)定的最大允許誤差劃分，有00，k，0，1，2，3共6個級別。經檢定合格者，可使用其標稱值。例如：各級量塊的最大允許誤差 ???(a+bL)?m,L為標稱長度,單位為m.,準確度等級劃分舉例,標準活塞式

22、壓力機 測量范圍：0~250MPa，共分3等,關于測量儀器特性的術語-示值誤差,14 測量儀器的[示值]誤差 error [of indiction] of a measuring instrument 測量儀器示值與對應輸入量的真值之差。?由于真值不能確定，實用上用的是約定真值。?此概念主要應用于與參考標準相比較的儀器。以測量標準的示值作為約定真值。?就實物量具而言，示值就是賦予它的值。即實物量具的標稱值。,?=x-

23、xs,測量儀器特性的術語-最大允許誤差,15 [測量儀器的]最大允許誤差 maximum permissible error [of a measuring inatrument] 對給定的測量儀器，規(guī)范、規(guī)程等所允許的誤差極限值。 有時也稱測量儀器的允許誤差限。,最大允許誤差是由規(guī)范或儀器生產廠規(guī)定的不得超過的誤差限，一般有上限和下限，在大多數情況下，為對稱限。,,,,,,示值,上限,下限,,,MPEV,MP

24、EV為最大允許誤差的絕對值。最大允許誤差=± MPEV,最大允許誤差表達形式,以絕對誤差形式表示: ?=?a 最大允許誤差不隨示值而變； 注意應有數值和測量單位。例如：精密玻璃水銀溫度計，測量范圍為0~50°C，最大允許誤差為±0.2 °C, 即如果測量30 °C, 則允許范圍為29.8 °C~30.2°C,最大允許誤差表達形式,以相對

25、誤差形式表示: ?=?? ? /x??100% x為測量儀器的示值，實物量具的標稱值，或儀器儀表的讀數。 最大允許誤差隨示值而變。與量程無關。例如:1級材料試驗機的最大允許誤差為“?1.0%”,最大允許誤差表達形式,以引用誤差形式表示: ?=?? ? /xN??100% xN為引用值，通常是量程上限，或滿刻度值。 引用誤差也不隨示值而變，但與量程有關。例如:0.25

26、級彈簧式精密壓力表的最大允許誤差為“?0.25% ?滿刻度值”，在儀器任意刻度值上允許誤差限不變。,最大允許誤差的表達形式,以絕對誤差和相對誤差組合的形式表示:例如:標準鋼卷尺為?=?(0.04mm+4?10-5?L) 脈沖寬度?在(0.1~10)?s的最大允許誤差為: ?=?（ ? ?10%+0.025 ?s)以相對誤差和引用誤差組合的形式表示:例如:數字電壓表在測量電阻時的最大允許誤差為?(10 ?10-6讀數+0.

27、5 ?10-6量程),關于測量儀器特性的術語-重復性,16 [測量儀器的]重復性 repeatability [of a measuring instrument] 在相同測量條件下，重復測量同一被測量，測量儀器提供相近示值的能力。 這些條件包括：相同的測量程序；相同的觀測者；在相同條件下使用相同的測量設備；在相同地點；在短時間內重復。 重復性可用示值的分散性定量表示。,測量儀器特性評定的依據,評定測量儀器特性的項

28、目、技術要求和方法，必須依據：檢定規(guī)程；校準規(guī)范；技術標準；儀器說明書；其他相關技術文件。,測量儀器特性評定的形式,一般采用以下三種形式： 型式評價 檢定 校準,型式評價,形式評價是由計量行政部門指定的技術機構，依據型式評價大綱，對測量儀器新產品和進口測量儀器樣機進行全性能試驗，對其技術資料進行全面的審查，出具型式評價報告，以確定測量儀器是否符合型式批準的計量法制管理要求和技術要

29、求。,型式評價,型式評價的全性能試驗是指除了對測量儀器進行一般性檢查、標準與額定條件下的計量特性進行評定外，還進行安全性、可靠性與壽命試驗，以及電磁干擾、模擬儲存、運輸等環(huán)境下的適應性試驗。,型式評價,,型式評價中對測量儀器性能的評價內容,外觀及功能檢查；標準與額定條件下的計量特性評定；安全性、可靠性與壽命試驗；電磁干擾、模擬儲存、運輸等環(huán)境適應性試驗。,檢定,檢定是依照檢定規(guī)程的要求，通過具體的操作，確定測量儀器的計量特性，確

30、定其是否符合法定要求，并出具證書或加蓋印記以判斷其是否合格。按計量法規(guī)定，計量檢定分強制檢定和非強制檢定，兩類都屬于法制檢定。,校準,校準是依據校準規(guī)范或校準方法，為確定測量儀器所指示的量值與對應的由標準所復現(xiàn)的量值之間關系的一組操作。校準的結果記錄在校準證書或校準報告中，也可用校準因數或校準曲線等形式表示。校準證書或校準報告一般要給出測量不確定度。,檢定與校準例,被檢儀器,測量標準,技術比較,與要求比較,依據檢定規(guī)程,依據

31、校準規(guī)范,,,,,,,,,,,是否合格,,,檢定證書,合格,,,不合格通知書,不合格,校準結果及測量不確定度,,,校準證書,,計量檢定規(guī)程 指對計量器具的計量性能的檢定項目?檢定條件?檢定周期?以及檢定數據處理等所作的技術規(guī)定，屬于計量技術法規(guī)。,測量儀器示值誤差的表示形式(1),絕對誤差 所獲得的結果減去被測量的真值 ，即?=x-x0 注意：絕對誤差有符號(正號或符號)和單位. 例：被評定的電阻器的電

32、阻標稱值為1.000?,用標準電阻電橋來校準該電阻,所得測量結果為1.002 ?,則該電阻的示值誤差為: ?R=1.000 ? -1.002 ?= - 0.002 ? 被評定儀器示值的修正值= - 絕對誤差 C=- ?R , 即電阻的修正值為0.002 ?,測量儀器示值誤差的表示形式(2),相對誤差：絕對誤差與被測量真值之比 xs為

33、測量標準的值，相對誤差應有符號。在絕對誤差較小時也可表示成：,x為被評定測量儀器的示值。例如：測得相對誤差為- 12%,測量儀器示值誤差的表示形式(3),引用誤差 xN 引用值,一般為儀器的滿刻度值或量程上限,,偏差、零值誤差,偏差：實物量具的校準值與標稱值之差。所以實物量具的偏差等于負的示值誤差。例：某標準砝碼的標稱值為1kg，砝碼的校準值為1000.00032g,則該砝碼的偏差為+0.32mg。零值誤差

34、：在示值為零處，得到的示值誤差稱零值誤差。例：游標卡尺的零刻線和尾刻線的重合度為其零值誤差。,基值誤差,基值誤差： 在規(guī)定的示值處，儀器的示值誤差。例如：普通準確度等級的衡器以50和200分度值為基值，基值誤差分別不得超過?0.5和?1.0分度值?；菊`差：在規(guī)定示值和影響量值時的示值誤差。例如：電壓表以1V 、1kHz時評定的示值誤差為基本誤差,在基本誤差的基礎上再評定電壓表的頻率響應誤差。,測量儀器示值誤差的符合性評定,

35、滿足以下條件時可以忽略測量標準的不確定度影響： U95?1/3（MPEV）U95—由測量標準給出的約定真值的測量不確定度，（即檢定時測量結果的不確定度，包括各種影響因素引入的分量的綜合。）MPEV—被評定測量儀器的最大允許誤差的絕對值,測量儀器示值誤差的符合性評定,,,,,,示值x,x+MPEV,x-MPEV,,,,?,,,,,?,,,,U,xs 為測量標準給出的約定真值 為示值誤差 ?=x-xs當U9

36、5?1/3（MPEV）時，?? ? ? MPEV判為合格,xs,,,MPEV,?,合格,?,不合格,測量儀器示值誤差的符合性評定,有準確度等級的測量儀器,按國家制定的檢定規(guī)程和檢定系統(tǒng)表(溯源等級圖)的規(guī)定,可以按等級傳遞,而不考慮測量不確定度比的要求。例如：一等活塞式壓力計（2?10-4）檢定二等活塞式壓力計（ 5?10-4 ）。雖然只有1:2.5，不滿足1 :3的要求，仍允許。,測量儀器示值誤差的符合性評定考慮測量不確定度時的合

37、格判據,,,,,,示值x,x+MPEV,x-MPEV,,,,?,,,U,,,,,,?,?,?,,,,,,,,U,,,,,,,U,,,,?,,,,,?,合格,待定,不合格,????MPEV-U95 為合格,????MPEV+U95 為不合格,MPEV-U95 ? ? ? ? ? MPEV+U95 為待定,?,,,,當U?（1/3） MPEV時，忽略待定區(qū)。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,合格區(qū),不合格區(qū),不合格區(qū),

38、待定區(qū),待定區(qū),,,U,示值,示值+MPEV,示值-MPEV,,,MPEV,測量儀器示值誤差的符合性評定,如果檢定結果表明處于待定區(qū)，無法判定合格還是不合格，則應采取使用更高一級的測量標準及減小測量不確定度的措施后，再進行評定。對有些具有不對稱限或單側允許誤差限的儀器也可以采用上述方法。,符合性評定應用舉例,例1：用一臺多功能校準源檢定數字電壓表，被檢數字電壓表的量程為20V，在10V點上檢定,多功能源輸出直流10V電壓，數字電壓表指

39、示為10.00007V。已知多功能源在10V值的擴展不確定度（k=2）為0.025mV, 數字電壓表的最大允許誤差:±(3.5×10-6 ×讀數+5 ×10-6 ×量程)。計算：示值誤差：|? |= 0.00007V=0.07mV, MPEV=（ 15×10-6 ×10V+5 ×10-6×20V) =0. 1mV

40、 U95= 0.025mV U95: MPEV=1 :4 所以不確定度可以忽略不計, ( |? |= 0.07mV)> (MPEV=0.1V) 該數字電壓表合格。,證書格式舉例,標準值的測量不確定度小于最大允許誤差的三分之一。檢定結論：合格。,測量儀器重復性評定的方法,基本方法： 對穩(wěn)定的被測量（可以是測量標準，也可以不是，但必須穩(wěn)定，有些情況還需具有足夠的分辨力）

41、 在重復性條件下（設備、人員、環(huán)境、方法等不變，在短時間內）進行重復測量， 由觀測數據計算出實驗標準差，即被評定測量儀器的重復性。 計算實驗標準差的幾種常用方法：貝塞爾法，最大殘差法，極差法。,貝塞爾公式,1.這是最常用的一種評定重復性的方法2.用該公式計算s時的相對標準不確定度可由下式估計:,,可見測量次數越多,實驗標準差s的不確定度越小.如:n=9時不確定度為25%,n=6時為32%.,最大殘差法和極差法,

42、最大殘差法 由每個觀測值與算術平均值之差得到殘差vi ,從中找到最大殘差值,按下式計算: s ? cn ?vimax?極差法 找出觀察值中的最大值和最小值,兩者之差為極差,按下式計算:,,,幾種方法的應用,一般情況下,重復性測量應采用貝塞爾公式法，并建議測量10次左右。它是幾種方法中不確定度最小的。極差法在測量次數較少時可以采用，比較簡便.例如:測量4次，只要將最大值與最小值之差除2就可以估計出實驗標準差.

43、在實際檢定工作中很實用。最大殘差法和極差法只適用于正態(tài)分布的數據，當偏離正態(tài)較大時，應采用貝塞爾公式法。,重復性評定舉例性評定,設：測量8次，觀測數據為如下: i 1 2 3 4 5 6 7 8 xi 0.1, 0.2, 0.4, 0.3, 0.1, 0.6, 0.1, 0.2 vi 0,15, 0.05, 0.15, 0.05,0.15, 0

44、.35, 0.15, 0.05 x的平均值=0.25，n=8；貝塞爾法計算結果：s?0.21最大殘差法： s?0.35? 0.64= 0.22極差法： s?0.5/2.7?0.19,,,,測量儀器靈敏度的評定方法,對被評定測量儀器，在規(guī)定的某激勵值上通過一個小的激勵變化?x，得到相應的響應變化?y，則s= ?y / ?x 即為測量儀器在該激勵值時的靈敏度。線性儀器，其靈敏度為常數；有的儀器是用s= ?x / ?

45、y 作為靈敏度,靈敏度評定方法舉例,例1：將熱電偶插入20°C的控溫箱，當溫度改變?T 時，記下數字電壓表上讀得的輸出電壓的變化量?V，則熱電偶在20?C時的靈敏度為?V/ ?T。例2：將X-Y記錄儀的輸入電壓改變1 ?V，走紙0.2cm，則其靈敏度為0.2cm/ ?V。 有時也用5 ?V/cm表示記錄儀的靈敏度。,測量儀器鑒別力的評定方法,通過緩慢單方向逐步改變激勵輸入，觀察其輸出響應。使測量儀器產生未察覺的響應變化

46、的最大激勵變化，就是該儀器的鑒別力或稱閾。,活塞壓力真空計鑒別力的評定,檢定活塞壓力真空計時，當標準壓力計和被檢活塞壓力真空計在上限壓力下平衡后，在被檢活塞壓力真空計上加放的能破壞兩活塞平衡的最小砝碼的質量即該被檢活塞壓力真空計的鑒別力。,薄膜激光破壞閾值的評定,1.將被檢薄膜置于檢定裝置中，改變激光器充電電壓，逐步增加脈沖激光器輸出能量，一旦發(fā)現(xiàn)膜層破壞，記下此時的能量。2.由公式計算出激光破壞閾值。,,,,脈沖間隔ms,閾值J/

47、mm2,測量儀器分辨力的評定方法,1. 帶數字顯示裝置的測量儀器的分辨力，是最低位數字變化一個字時的示值差。 例如：數字電壓表最低位數字變化1個字的示值差為1?V，則分辨力為1?V。2. 用標尺作為讀數裝置的測量儀器分辨力,為標尺上任何兩個相鄰標記之間間隔所表示的示值差(最小分度值)的一半. 例1: 線紋尺的最小分度為1mm,則分辨力為0.5mm。 例2：衰減常數為0.1dB/cm的截止式衰減器,其最小刻度分度為10m

48、m,則該衰減器的分辨力為0.05dB。,分辨力評定方法應用舉例,質譜儀的分辨力檢定質譜儀是按原子或離子質量的圖譜進行樣品成份分析的儀器。,,,,,,,,,,,,,,,,,M,,,?M,b,a,分辨力：,,測量儀器穩(wěn)定性的評定方法（1）,方法一 通過測量標準觀測被評定測量儀器計量特性的變化，當變化達到某規(guī)定值時，其變化量與所經過的時間間隔即被評定測量儀器的穩(wěn)定性。例如：,,,,,,,,t/月,,,?1%,3,0,達到?1%時的穩(wěn)

49、定性為 3個月,測量儀器穩(wěn)定性的評定方法（2）,方法二 通過測量標準定期觀測被評定測量儀器計量特性隨時間的變化，用所記錄的被評定儀器計量特性在觀測期間的變化幅度即為該儀器的穩(wěn)定性。幅度,,,,,,,時間,,,應用舉例,例1：動態(tài)力傳感器電荷靈敏度的靜態(tài)年穩(wěn)定性Sb為靈敏度的年相對變化量：,Sb——傳感器電荷靈敏度年穩(wěn)定性；Sq1——上年檢定得到的傳感器電荷靈敏度；Sq2——本次檢定得到的傳感器電荷靈敏度。例如：測得力傳感器

50、的電荷靈敏度的穩(wěn)定性為1%/年。,應用舉例,例2：評定標準信號發(fā)生器輸出隨時間的幅度穩(wěn)定度： 在按規(guī)定的時間預熱后（如1小時），在10分鐘內連續(xù)觀測信號發(fā)生器的輸出幅度，從n個觀測值中的最大值與最小值之差除以輸出幅度的平均值得到相對的幅度變化量，即該信號發(fā)生器在10min內的幅度穩(wěn)定性。觀測值：x1，x2，xmax----- xmin---- xn平均值：xc 穩(wěn)定性=[（ xmax- xmin ）/ xc ]?100% /

51、10min例如：測得信號發(fā)生器的幅度穩(wěn)定度為1?10-5/10min,應用舉例,例3：信號發(fā)生器頻率隨負載變化的穩(wěn)定性（負載頻率牽引）的評定 信號發(fā)生的輸出端相繼聯(lián)結匹配負載和不同電壓駐波比的標準失配負載，用頻率計數器測量信號發(fā)生器的頻率變化，得到信號發(fā)生器頻率隨負載的穩(wěn)定性。如:測得某毫米波固態(tài)源的頻率的負載頻率穩(wěn)定性為1??10-5（VSWR:1~3).,測量儀器穩(wěn)定性的評定方法（3）,方法三：采用由實驗數據計算方差的

52、方法確定儀器的穩(wěn)定性。例如：頻率源的頻率穩(wěn)定性是用阿侖方差的正平方根值評定，稱頻率穩(wěn)定度。,—取樣時間；m—取樣個數減 1； —第i次取樣時，在取樣時間?內頻率相對偏差的平均值。,—用阿侖方差的正平方根值表示的頻率穩(wěn)定度；,頻率穩(wěn)定度,例如：某銣原子頻率標準的頻率穩(wěn)定度為：?=1s， ?=10s， =3?10-12?=100s， =1?10-12又如：某個銫原子頻率標準的1秒級時域頻率穩(wěn)定度為

53、2?10-13/1s,=1?10-11,測量儀器漂移的評定方法（1）,方法一 用測量標準在一定時間內觀測被評定測量儀器計量特性隨時間的慢變化，記錄前后的變化值或畫出觀測值隨時間變化的漂移曲線。,,,,,t,y,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,測量儀器漂移的評定方法（2）,方法二 當測量儀器的計量特性隨時間呈線性變化時，漂移曲線為直線。在測得隨時間變化的一系列觀測值后，用最小二乘法擬合得到最佳直線，計算出該直線的斜率

54、即該儀器的漂移率。 y = a + b t b—漂移率 ti—第i次觀測的時間n—觀測的次數yi—ti時的觀測值,應用舉例,1. 高溫晶振頻率源的漂移率檢定 用銫原子頻率標準通過頻率比對其測量被測晶振與銫頻標間在取樣時間?內的相對頻率偏差y(?),計下每天在同一時刻測得的yi (?)值，共測N天，將測量數據用最小而乘法擬合成最佳直線，數學式為：,,用最小而乘法計算出擬合直線的斜率Kd，即晶振

55、的日漂移率（又稱日老化率）。如：漂移率為-1.4?10-10/d,,,,(日期),ti,y(?),?,?,?,?,?,?,?,?,?,應用舉例,2. 直流固態(tài)電壓標準的年漂移率的檢定 采用約塞夫森直流電壓標準裝置每年校準直流固態(tài)電壓標準，將歷年測得的數據按最小二乘法擬合成直線，其斜率即年漂移率。由所得到的漂移率可以預示電壓的預期值。例如，測得漂移率為2?10-7，則由2002年10月的校準值可以預示2004年某月的電壓值。

56、,應用舉例,3. 熱導式氫分析儀的零點漂移和量程漂移的檢定。 輸入標準氣體，將示值分別調到量程的5%和85%；穩(wěn)定24小時后，記下示值的變化；5%示值的變化為零點漂移，85%的示值變化減去5%示值變化，為量程漂移。,測量儀器響應時間的評定方法,方法： 對被評定測量儀器輸入瞬間突變的激勵，記錄輸出響應隨時間變化的曲線； 計算輸出響應達到并保持其最終穩(wěn)定值在某一個規(guī)定極限內的瞬間； 輸出響應穩(wěn)定到規(guī)定極限內的瞬間與輸入激勵瞬間

57、的時間間隔，即響應時間。,數字頻率合成信號發(fā)生器的頻率捷變時間的檢定,在數字 頻率合成信號發(fā)生器的調頻輸入端加一個跳頻控制指令，使其頻率捷變。在調制域分析儀上觀測其頻率隨時間的變化曲線。記錄下指令發(fā)出時刻和響應穩(wěn)定到規(guī)定范圍（±1Hz)的時刻，計算它們的差值，即頻率捷變時間。,,例如：測得頻率捷變時間為1?s,,,,,,,,,,,,,,,,?f =?1Hz,f（t）,V（t）,t1,t,t2,t1,t,頻率捷變時間=t2-t

58、1,誤差的基本概念,1 誤差的來源 ?器具誤差 ?環(huán)境誤差 ?人員誤差 ?方法誤差 ?材料誤差,2 誤差的分類 ?系統(tǒng)誤差：在重復性條件下，對同一被測量進行無限多次測量所得結果的平均值與被測量真值之差。系統(tǒng)誤差也等于誤差減去隨機誤差。 ?隨機誤差：測量結果與在重復性條件下，對同一被測量進行無限多次測量所得結果的平均值之差。隨機誤差也等于誤差減去系統(tǒng)誤差。,隨機誤差一般都是正態(tài)分布，具有單峰性，有界性，對

59、稱性，抵償性。,計量法律法規(guī)知識,1 計量立法的原則 統(tǒng)一立法，區(qū)別管理,2 計量法規(guī)體系 我國計量法規(guī)體系主要由三個層次構成,即(1)由全國人大頒布的《中華人民共和國計量法》.(2)由國務院頒布的行政法規(guī).(3)由省.自治區(qū).直轄市人民代表大會及其常務委員會頒布的地方性法規(guī).由政府計量行政部門頒布的規(guī)章.,,3 計量器具 計量器具是指能用以直接或間接測出被測對象量值的裝置，儀器儀表，量具和用于統(tǒng)一量值的標準物

60、質，包括計量基準，計量標準和工作計量器具,4 計量基準器具 ?副計量基準器具 ?工作計量基準器具5 計量標準器具 ?社會公用計量標準器具 ?單位部門最高計量標準器具6 工作計量器具 ?不用于量值傳遞而直接出具檢測數據,強制檢定計量器具的范圍 ?社會公用計量基準器具 ?部門和企業(yè)?事業(yè)單位使用的最高計量基準器具 ?用于貿易結算?安全防護?醫(yī)療衛(wèi)生?環(huán)境監(jiān)測?行政檢測 ? 司法鑒定6個方面且列入