误差范围是测量仪器性能-与网友讨论(9)

          误差范围是测量仪器性能-与网友讨论(9)

                                                      史锦顺

-

（一）误差范围知识摘要

测量是对量的认识。测量的目的是得到尽可能接近真值的测得值。测得值接近真值的程度是准确度，因此测量的目的是得到准确度够格的测得值。

测得值与真值的差距用误差来描述。测得值减真值是误差元。误差元构成误差范围。误差范围称准确度。实用中，误差范围有误差范围实际值和误差范围标称值的区分。

误差范围是测量的性能，误差范围也是测量仪器的性能。

-

（二）测量仪器的构成

测量仪器是人们认识量值、得到测得值的手段。

测量仪器的要素是有一个量值标准和比较器。

测量仪器的构成包括：

1 量值标准；

2 量值的感知器，通常称传感器，实现量的采集、输入；

3 比较器，实现被测量同标准量的比较；

4 计数器与显示器，实现量值的输出。

-

（三）测量仪器的理论设计

1 建立测量方程

1.1 写出物理公式

测量本质是实现被测量与标准量的代换，必须找到沟通待测量与标准量的等式，这是物理公式。

1.2 写出计值公式

物理公式是理想关系，式中符号代表真值。把物理公式中的符号，用标称值或测得值代换，得到计值公式。

1.3 建立测量方程

联立物理公式与计值公式，于是得到测量方程。

-

2 进行误差分析

以前的误差分析，从物理公式微分开始。这样做，没大错，得出的数值是对的，但常有正负号的问题。因为物理公式的值是真值，测得值与真值比，真值是常数，对真值做微分，逻辑不顺。而构成测量方程后，常量变量区分清楚；测得值与真值比，测得值是变量；实际量（真值）与标称值比，实际值是变量。于是，对变量进行微分，逻辑就顺了。

测量方程是测量仪器的构成方程。从测量方程进行的误差分析，其结果就是测量仪器误差范围的各基本成分。

-

（四）测量仪器的制造

1 由理论分析，给出对机加工间的具体要求，如尺寸公差要求、材料性能要求等。

2 提出对部件的性能要求

3 提出对元件的性能要求

4 编写工艺方法与程序

5 实施加工，进行装配调试。

-

（五）测量仪器的性能确定

1 进行分项测量

2 进行总机测量

3 例行试验(恶劣环境考验)

4 厂内逐台计量

5 抽样送计量部门检定。

-

接1# 史锦顺  文
   

（六）误差范围是测量仪器性能

1 分析合成

各随机误差因素合成随机误差范围，各系统误差合成系统误差范围。随机误差范围与系统误差范围合成误差范围。留有余地并凑整给出误差范围指标。这是误差范围标称值。通用测量仪器的指标要纳入行业系列。

-

2 整机测量

选一量值标准器，其指标要比被检仪器的指标高5倍以上。用被检仪器测量标准器的量值。测量次数N大于20.

计算N个测得值的平均值。

代入贝塞尔公式计算西格玛。

（1） 平均值与标准器的标称值之差是系统误差

（2） 西格玛的3倍是随机误差范围

（3） 系统误差的绝对值加3西格玛是误差范围实验值。

（4） 误差范围实验值小于误差范围标称值，该机合格。

-

3 误差范围是测量仪器性能

误差范围是测量仪器给出的量值（测得值）的接近真值的能力，是测量仪器的性能。它是测量仪器水平的标志。

测量仪器的误差范围，就是测量仪器在测量时给出的测得值的误差范围。

-

（七）几点商榷

1 现在较多的仪器用“允许误差”或“最大允许误差”一词。此语仅适合于检定场合；对广大应用场合，不好。误差范围是测量仪器的性能，是测量的性能，是测量的依据，是测量水平的标志，不该用“允许”一词。

2 把仪器的性能指标说成是“要求”，也很狭义。通用仪器的指标成系列，用户可根据需要选择测量仪器，但测量仪器不是应哪个用户要求而生产的。误差范围的本质是性能。可以是要求，更重要的它是确定测得值准确程度的依据；它是水平的标志，定价的依据；它又是努力的目标，获奖的条件。

3 过去称误差范围为准确度（现在时频界仍坚持），是很好的称谓。是褒称，便于正面鼓动，如“提高准确度”等。

-

不确定度论出台以来，国际组织规定不许定量表达准确度，实在是不讲理的霸道作风。明明是定量的东西，硬说是定性的、不可定量的，这是现代版的指鹿为马。勇于对抗的也有。最高的计量基准，中国计量科学研究院受国家一等奖的铯原子喷泉时间频率基准指标是“准确度”（2007年2月）；美国的NIST铯原始标准，更叫被禁止的“不准确度”。（ 2011年4月。不准确度与准确度都是指误差范围。）

可见准确度一词的生命力是多么顽强。——你不让叫，偏叫。

中美两国的最高计量研究机构，一唱一和，带头与不确定度论顶撞。有人反感老史跟不确定度论唱反调，老史告诉你，最高的反调出自中美的两大计量机构！

-