出个检定员培训的小题

检定员培训考试出了这样一个题：
为使测量更准确，测量9V电压时，应选用以下（    ）量限的电压表。
A、10V             B、20V            C、50V
应该选哪一个？

为了一个完全不严谨的题目，让大家讨论这么久，真是浪费口水，甚至引起争论，建议版主们以后看到这种题目的帖子直接关闭，省得误人子弟了！

这道题的本意应该是如何选取测量设备的量程，按照测量读取数据时一般是在量程的1/3至2/3之间读取数据是比较准确的话，那就是应该选择B是比较科学的。

lhy118 发表于 2014-10-31 16:46
这道题的本意应该是如何选取测量设备的量程，按照测量读取数据时一般是在量程的1/3至2/3之间读取数据是比较 ...

我起初也考虑了量程的选取，但我认为题目说的要使测量更准确，也得考虑仪器的准确度，即选择允许误差小的。所以这题会不会考查的引用误差这方面的呢？

　　题目是：为使测量更准确，测量9V电压时，应选用什么量限（量程）的电压表，并给出了量程分别为10V 、20V、50V的三只备选表。
　　从题目给出的三只备选表来看均大于待测量9V，测量范围均没问题，问题的关键是选哪一只表测量“更准确”，这个“更准确”当然是用测量的绝对“误差”值最小来评判。
　　压力表的准确度等级是以引用误差划分的，引用误差＝（仪器示值－标准值）/仪器量程＝绝对误差/仪器量程，而绝对误差＝仪器量程×引用误差。三只表的引用误差设为a，绝对误差分别为Δ1、Δ2、Δ3，代入上式可得：Δ1＝10aV、Δ2＝20aV、Δ3=50aV，显然Δ1＜Δ2＜Δ3，Δ1最小，因此正确答案应该选择A（10V量限的电压表）测量9V的电压被测量。

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       此题出得不好。缺条件，又有多余条件。
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       给出电压表的准确度等级相同，才有唯一的答案。规矩湾的答案正确，是在“电压表的准确度等级相同”的条件下说的。而且此答案与测量点“9伏”没关系。只要三个表的准确度等级相同，测量任何点，都得选择量限10伏的表。
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       有实用意义的问题是：三只表的量程不同，准确度等级不同，为使测量最准确，如何选择电压表。
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       根据测量仪器的全量程误差范围公式，计算测量点的误差范围（因为是指定点，用绝对误差还是相对误差都可以）。
       普通电压表的性能指标是“引用误差”。设指标为b，量程上限为FS
               b =Δ/FS                           （1）
       全量程上绝对误差：
               Δ=b×FS                           （2）
       如果给定各表准确度等级相同，则答案如规矩湾。
       如果给定各表的量限与准确度等级为：（1）10伏，1级；（2）20伏，0.2级；（3）50伏，0.1级。
       对各表来说，有
       （1） Δ(1)=b(1)×FS(1)=10伏×1%=0.1伏
       （2） Δ(2)=b(2)×FS(2)=20伏×0.2%=0.04伏
       （3） Δ(3)=b(3)×FS(3)=50伏×0.1%=0.05伏
       由以上计算，可知，应当选择（2），即量程为20伏的0.2级电压表。


        注意：
       1 由此题可知，准确度等级，又称引用误差，又称满度相对误差，表面上看给出的是相对误差，实际上是绝对误差。
       2 准确度等级给出的绝对误差范围值，适用于量程内各个测量点。与所给的“测量9伏”没有关系，因此题目所给的条件“测量9伏电压”是多余条件，与解题没有关系，
       3 准确度等级是定量的指标。不确定度论说“准确度等级是定性的”，不管哪里这样说，都是闭眼睛说瞎话。因为一旦知道准确度等级，就知道了定量的误差范围。准确度等级是定量的，是客观事实。
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       4 如果是数字电压表，误差范围公式为
                Δ = a% L + b% FS                    (3)
       式中L是测量点的量值，FS是量程的上限值（FS是“满刻度”）
       用数字电压表测量电压，绝对误差Δ 就与测量点有关系了。
       要注意不同类仪器的误差范围的表达公式是不同的。（3）式有普遍性，因为其中的a表示全量程相对误差的水平，而b表示全量程绝对误差的水平。而普通电表的准确度等级，只表明全量程的绝对误差水平，而缺少“全量程相对误差水平”那一项。表达简约，但不全面。因此，对测量仪器来说（单值标准如量块砝码除外），普通仪器用准确度等级，而精密仪器用准确度公式（3），例如安捷伦、福禄克都是按（3）式给出a值与b值。
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        测量，就要选择测量仪器。主要是三条：1 量程；2分辨力；3 误差范围（准确度，又叫最大允许误差）第2条通常包含在第3条中，因此，选择测量仪器，就是选择仪器的量程与误差范围。本题目仅注意量程，而不注意准确度等级（误差范围），所以说，题目出得不好。

如果说所用的仪器准确度等级相同，我认为选B

　　赞成史老师所说的“此题出得不好，缺条件”，即缺少对备选三只表的准确度等级规定或误差允许值的规定，因此答案就很难作出。但一般情况下，考试时遇到这样的条件不足情况时，为了不失分，不给出准确度等级可默认它们的准确度等级相同，准确度等级相同时，引用误差与量程大小成反比，绝对误差与量程大小成正比，引用误差相同的量程越小的仪表绝对误差越小，准确性也越高，此时应该在满足测量范围的前提下选择量程最小的测量设备。
　　我与史老师不同的观点如下：
　　1.准确度等级，又称引用误差，又称满度相对误差对于电压表、压力表等测量设备来说是完全正确的，但引用误差不是绝对误差，绝对误差可以用引用误差、量程计算得出，引用误差与绝对误差的数学关系是：任意受检点的绝对误差＝引用误差×量程，引用误差＝所有受检点中最大绝对误差÷量程。
　　2.题目的考核目的与所给的“测量9伏”没有关系，条件“测量9伏电压”是多余条件有误。测量范围也是选择测量设备必须考虑的因素，不给出被测参数大小就没有办法选择测量设备。假设被测量是10V以下（交流电压还应该考虑脉冲最大值），就应该选择A；如果是15V，A就必须淘汰而选择B；如果是30V，就只能选C；如果是50V以上，ABC就没有一个可选。
　　3.准确度等级不是定量的指标，只是个准确度高低的排序“符号”，用什么符号排序，如何对测量设备准确度高低排序，应该按本专业的相关标准、规程、规范的规定。
　　不同领域里的测量设备准确度高低排序符号并不相同，有阿拉伯数字、有中文数字、有罗马数字、有英文字母、甚至还有在数字或字母外再画一个圈的。
　　另外准确度等级也有等别与级别的区分，有的只有级别，有的只有等别，有的既有级别也有等别，也还有等别级别不分就叫“等级”的。
　　测量设备准确度高低的排序，可以按数字大小和字母顺序排序，也可以由大到小排序。
　　等别和级别的高低划分，不同的领域划分方法也不相同，有用绝对误差划分的，有用引用误差划分的，有用相对误差划分的，还有用一个固定绝对误差加一个相对误差来划分的，也还有史老师所说的用Δ=a%L + b%FS这种一个相对误差加一个引用误差来划分的。
　　准确性具体的量化值，应该按测量设备的准确度等级符号去查检定规程、校准规范、生产标准、图纸工艺等技术文件的规定。至于有人能够把测量设备准确度等级与其对应的量化指标对应关系倒背如流，那是他个人的能力，并不能成为反对准确度等级是定性的，而认为它就是定量的理由。

规矩湾锦苑 发表于 2014-10-31 19:48
　　题目是：为使测量更准确，测量9V电压时，应选用什么量限（量程）的电压表，并给出了量程分别为10V 、20 ...

不太同意规版主的意见，理由有三：
1、对于测量仪器，一般认为在其量程的三分之一至三分之二间测量最好，测量仪器在这一段内的计量性能最好，在其它段内，其计量性能会变差，不鼓励使用，所以我们平时在采购测量仪器时，在我们考虑其量程时，一般就是要使测量的值落在这一区间内，量程太小或太大都不好。如某单位新采购的一台色谱检定仪，其最小的一档是10V，但是在应用时，要用到1mV这一测量点，那么这台仪器10V这一测量范围就太大了。
2、按规版主计算绝对误差的方式，计算出来的应该是该点的最大允许误差，是人为规定出来的，并不是实际的测量误差，所以这并不能用来代表实际的测量准确度的。
3、规版主把这一道题人为的给复杂化了。出题者的本意只是用来考查一下检定人员在实际应用时，计量仪器的实际计量性能在整个量程内是否一致。并没有涉及到等和级的规定、区别等。再说题中没有说出电压表的最大允差是引用误差(数字式和模拟式是不同的)。如果上面的这一题是用来测量9.8V这一测量点的，接近于10V的満量程，按规版主的计算方式，还应该选择A，但大家都知道这是不可以的。

lhy118 发表于 2014-11-2 21:49
不太同意规版主的意见，理由有三：
1、对于测量仪器，一般认为在其量程的三分之一至三分之二间测量最好， ...

　　1你说的情况并不全错，量程太小或太大都不好这是正确的，选择测量仪器量程的三分之一至三分之二之间覆盖被测量并不能绝对，你说的三分之一至三分之二之间测量最好，是被测量有冲击量的情况和接近于上限时允差有所放宽的情况（如压力表）。一般情况所选测量设备的测量上限应尽可能小，只要测量设备的测量范围覆盖被测量大小即可。例如测量49.5mm的尺寸，测量范围（25～50）mm的千分尺足矣，测量149mm的尺寸选择测量上限150mm的卡尺比选择200mm的卡尺准确性更好，没有必要延伸1/3。测量95欧姆电阻，如果有测量上限100欧姆的电阻表也就够了，测量范围延伸1/3后往往使测量范围过大，测量范围越大的测量设备绝对误差允许值也会越大，使本来可以用较低等级的测量设备被测参数不得不选择较高准确度等级的测量设备测量。
　　2计算出来的是该点的最大允许误差，也是人为规定的，但因为是规程/规范的规定，只要不超出这个最大允许误差，检定人员必然签发合格证，处在最大允差的测量设备有可能就是你使用的合格测量设备，因此测量范围延伸1/3后选择的较大测量范围的测量设备，测量设备的误差给测量结果带来不可容忍的风险的可能性是存在的。如果上面的这一题用来测量直流9.8V这一测量点，接近于10V的満量程，还应该选择A，如果选B很明显误差增大了一倍，准确度降低了一半。但如果测量交流电压就应该考虑脉冲影响，计算出最高电压作为被测对象，测量设备的上限必须覆盖最高电压，此时就必须选B，不能为了准确度而酿成设备安全事故。

规矩湾锦苑 发表于 2014-10-31 19:48
　　题目是：为使测量更准确，测量9V电压时，应选用什么量限（量程）的电压表，并给出了量程分别为10V 、20 ...

我的想法跟您的这个解释是一样的。假定这三块表的准确度级别是一样的。

规矩湾锦苑 发表于 2014-11-1 11:28
　　赞成史老师所说的“此题出得不好，缺条件”，即缺少对备选三只表的准确度等级规定或误差允许值的规定， ...

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规矩湾      
　　准确度等级，又称引用误差，又称满度相对误差对于电压表、压力表等测量设备来说是完全正确的，但引用误差不是绝对误差，绝对误差可以用引用误差、量程计算得出，引用误差与绝对误差的数学关系是：任意受检点的绝对误差＝引用误差×量程，引用误差＝所有受检点中最大绝对误差÷量程。
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史辩           
       你既然知道：“任意受检点的绝对误差＝引用误差×量程”，对任何一台电压表，都是知道引用误差的同时，也必然知道量程上限值的，因此就知道受检点的绝对误差。因此，引用误差虽然给出的是相对误差的形式（b%），但给出的引用误差实际是与测量点的具体值无关的、全量程通用的绝对误差。
       电表0.5级，知道是省略了百分号（%），全写出来是0.5%，于是初学者容易误解为，是相对误差0.5%；应该告诉他们，后面还有个FS，FS不仅仅是符号，而是量程上限的刻度值（把FS说成量程，有时出误解。比如说直流电压表的量程是-100mV到200mV，FS是200mV,而不该误解是300mV）。
       说“引用误差是绝对误差”，本质、准确、实用；可以避免“引用误差是相对误差”的误解。我几次讲课，讲过此点，一些有一定经验的学员都认为正确、是有实用意义的一句话。而你却反对；你就那么能？我看，只能说明你的脑子太僵化了，难以接受新观点。三年半了，我的每个有点新意的观点你都反对；你该掂量掂量自己的水平。每次还都得你压阵（最后一帖），你胜利了吗？别自以为是了。要知道，观点正确，就是正能量，就会对网友有益处；而错误的观点，不管你想到想不到，影响是不好的。老史帖子不少，也颇有新观点，不敢保证都对，但至少是经过深思熟虑的。写署名文章，不修改五遍以上，不发；就是一个回帖，都是先打草稿，修改、检查以后，才发出。请你对自己的关于学术问题的帖子慎重些。我总感觉你回帖太快；好些都没有认真思考。你确实有一些粉丝，但都是对你的基本知识有兴趣。而几位有学术见解的网友，竟不愿意同你讨论。你该反思了。-

史锦顺 发表于 2014-11-1 09:56
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       此题出得不好。缺条件，又有多余条件。
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史老师说的充分、准确。您说“有实用意义的问题是：三只表的量程不同，准确度等级不同，为使测量最准确，如何选择电压表。”，对，在第二版计量基础知识里，就有这样一个题：设某一被测电流约为70mA，现有两块表，一块是0.1级，标称范围为0～300mA；另一块是0.2级，标称范围为0～100mA，问采用哪块表测量准确度高？这个题跟您所说的一样的，只是为了出题需要，也是给了一个被测点70mA。可以看出用谁测更准确是要看谁的允差小，这是解题的方向。与这等同的一个知识点是：准确度级别高，准确度未必高。此题在缺少这个准确度级别的情况下也只能按相同级别处理了。您说的“引用误差，又称满度相对误差，表面上看给出的是相对误差，实际上是绝对误差。”，这个我赞同。

史锦顺 发表于 2014-11-3 11:45
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规矩湾      
　　准确度等级，又称引用误差，又称满度相对误差对于电压表、压力表等测量设备来说是完 ...

　　FS确确实实是个含义模糊的英文单词缩写符号，并不十分科学，可理解为测量上限，也可理解为量程（测量上限与测量下限之差），到底什么含义需根据规程/规范的规定，只有当测量设备的测量下限为０时，量程的大小与测量上限相等，FS才不会有不同的理解。例如，一个0.5 级的测量下限-10V，测量上限+10V的电压表，量程是20V，史老师认为此电压表的示值误差允许值应该是0.05V还是0.10V呢？比如说直流电压表的量程是-100mV到200mV，FS可以是测量上限200mV，也可以说是量程300mV，FS代表200mV还是300mV应根据检定规程或校准规范的规定。
　　说“引用误差是绝对误差”的确是混淆了“引用误差”与“绝对误差”两个不同的概念，更不能说是“本质、准确、实用”。“引用误差”是“相对误差”的一种，无非是计算误差时分母使用了不同值，相对误差用被测量值，引用误差用引用值，常用引用值有量程、测量上限、标称值等。但绝不能说“引用误差是绝对误差”，绝对误差与被测参数计量单位完全相同的单位，引用误差和相对误差都只是个百分数，没有计量单位。
　　我佩服史老师对科学的认真和执着态度，但我也是认真的，我认为正确的一定讲出来，我认为错的也一定会指出，讲出和指出的目的是把观点真诚地暴露给大家，在各位评头论足、指指点点中得到提高，也许顺带对其他量友有所帮助，有所启发。个别量友不愿意和我讨论，也许是因为各持己见又不愿意倾听对方意见，也许是我的说话方式别人不适应，或者是暂时拿不出有说服力的理由和事实说明我的观点错在哪，暂时回避一下都是正常的，只要大家目标一致，相互之间不是恶毒攻击就好。我和史老师的执着有些相同，我认为是对的，我将坚持，哪怕权威人物、权威机构我也要据理力争，理论和事实证明我的观点是错的，我也将立马承认并表示感谢。

lhy118 发表于 2014-11-2 21:49
不太同意规版主的意见，理由有三：
1、对于测量仪器，一般认为在其量程的三分之一至三分之二间测量最好， ...

“计算出来的应该是该点的最大允许误差，是人为规定出来的，并不是实际的测量误差，所以这并不能用来代表实际的测量准确度的。”我们平时是说示值误差大，准确度低；示值误差小，准确度高。在通过检定、校准得到示值误差的情况下这样去比较。但在不知道具体示值误差的情况下，为使测量更准确，我们就要从测量仪器的允许误差下手，要选择仪器允许误差小的。当然，对于某一特定点，允许误差小的仪器可能比允许误差大的仪器示值误差大，但在不在具体示值误差的情况下，都是合格的仪器，我么就要选允许误差小的。
从那个为使测量70mV更准确的题目（我回复史锦顺老师的帖子中）可以看出，解这样的题的大的方向应该是看仪器误差，具体误差不知要看允许误差，而不应该放在1/3至2/3量程上。假使这个题加上三块表的级别均为1.0级，您是否还会选择B而不选A呢？

　　以谩骂著称于论坛的所谓“专家”，骂了数年还没有收口也不觉得累，其人可以继续跳高一点、嗓门再扯破一点，呵呵。只会挖苦讽刺和谩骂的人，无论怎么骂，本人都将嗤之以鼻。此人的道德品质与史老师的高风亮节实乃天壤之别。史老师尽管尚不能说服本人通篇却都是摆事实讲道理，从头到尾看看14楼帖子价值何在，人人都知道此人除了以谩骂为荣外，是任何道理和事实都讲不出来的。除了本人对其嗤之以鼻，还可以看看其人谩骂不止的其它帖子，是不是也遭到了量友们的劝导和反感。难道这就是我们计量界知名的“技术专家”？

　　8楼lhy版主指出“题中没有说出电压表的最大允差是引用误差(数字式和模拟式是不同的)”，这也是史老师所说的“此题出得不好，缺条件”确凿证据。lhy版主也道出了“出题者的本意只是用来考查一下检定人员在实际应用时”如何选择测量设备的能力。这个能力就是15楼计量室讲到的真谛：在不知道具体示值误差的情况下，为使测量更准确，我们就要从测量仪器的允许误差下手，要选择仪器允许误差小的。当然有个前提条件是测量设备的测量范围覆盖被测量值的大小，被测量值的大小应该包含为了确保安全的脉冲值或突变值。
　　设某一被测电流约为90mA，现有A、B两只表，A：0.1级，标称范围0～300mA和B：0.2级，标称范围0～100mA。为使测量90mV更准确，选哪一只呢？如果考虑两头留1/3测量范围，就必须选择A。但A的允差是0.3mA，B的允差是0.2mA，B的测量范围0～100mA覆盖90mA，且没有安全隐患，为使测量90mV更准确理所当然要选择B。假设将史老师说的１楼题目的缺陷补足，被测量为直流电压，三块表的级别均为用引用误差确定的1.0级，同样的道理就应该选择A。

INTEL 发表于 2014-11-4 10:08
为了一个完全不严谨的题目，让大家讨论这么久，真是浪费口水，甚至引起争论，建议版主们以后看到这种题目的 ...

　　你的建议的确有一定道理，值得考虑和采纳。但有时候量友们提出的问题往往是教材或考题的原文，提出者并不一定会发现其不严谨，特别是类似于本主题帖的问题是某次“检定员培训考试题”，即便知道其不严谨，在考试时处置不当丢分就可能影响到及不及格的问题，如何处置才能尽可能不丢分、少丢分，大家在一起研讨一下还是有好处的，有点争论是正常现象，只是大家应该友好相处，平等待人，不要像有的人动不动就恶意谩骂才好。

　　以谩骂雄霸论坛的某“专家级人物”发表这种通篇只会挖苦谩骂，毫无一点实质性技术内容的帖子，真的非常“光彩耀人”，也真实的反映了其人的思想道德和技术水平！有人“急于立牌坊”，不让他立是不行的，14楼和20楼的帖子犹如某专家自立的两个牌坊，这两个牌坊全面描绘了一个计量界知名“专家”的嘴脸，在计量论坛这个面向世人公开的媒体之中高高耸立，已经展现在公众面前，呵呵，人人都可以尽情鉴赏。

清者自清，浊者自浊，你们这样不好，让人看笑话了。

　　支持22楼量友的建议！看看14楼和20楼的帖子，再看看23楼某人的态度，除了谩骂还有一丝一毫的计量技术含量吗？“清者自清，浊者自浊”跃然纸上。不过，大家不必理睬此种连中国人最起码的廉耻观都不懂的所谓“专家”，随便他跳多高，嗓子喊多破，骂语有多创新和恶毒，只当是小丑跳跳梁罢了，我们继续我们的技术讨论，不必理睬他。
　　楼主给出的考题，其实出题老师的目的是想考察学员如何根据测量要求选择测量设备方面的常识和能力。正确选择测量设备有两个计量特性必须考虑，一个是测量范围，另一个是测量设备的允差（有称误差范围的），当只知准确度等级不知允差时应按准确度等级划定的方法计算出允差。
　　测量范围的选择较为简单，选择的测量设备测量范围只要覆盖被测量的最大和最小值即可。但测量范围也不宜过宽，过宽将使购买价提高，且以引用误差划分准确度等级的测量设备其允差绝对值会变大，不得不买更高准确度等级的测量设备，从而增加测量成本，降低效益。因此选择的测量设备测量范围应尽可能小，以至于小到与被测量相等，当然这个“被测量值”应该包括名义值及安全的要求。
　　测量准确性要求粗略评估的方法是测量能力指数Mcp，或常说的1/3原则，更为科学的方法应该用测量不确定度评定或测量系统分析。考题的选择题一般是考察基本常识，不会含有大量计算内容，因此可用简单的1/3原则判断哪一个答案是正确的即可。
　　现在重新回到楼主给出的考题上，让我们把考题“缺条件”的不足加以补充完善，题目应该改为：
　　现有下述三只准确度等级相同的电压表，已知此种电压表的准确度等级是按引用误差确定的，为使测量更准确，测量9V直流电压时，应选用以下（    ）量限的电压表。
　　A、10V             B、20V            C、50V
　　此时三只电压表测量范围均覆盖被测电压9V，对引用误差相等的仪器，量程越小绝对误差越小，准确性也越高，因此正确答案应该选择答案A。
　　如果考题改为测量9V正弦交流电压，则还应该考虑交流电压的峰值，所选电压表测量范围上限应该不小于该被测电压峰值，应该不小于14V，A答案仅为10V不能满足被测电压的测量要求，此时就应该选择答案B。一般来说，只要不是专门针对某计量专业的计量人员的考试，出题人会考虑学员来自于十大类计量各个专业，不会把很专业的理论知识放在考题中，如果考题没有特别指出专用于什么方面的测量，按默认学员只需用最简单、最通用的计量常识选择答案就可以了。
　　

当然是选B了