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本帖最后由 史锦顺 于 2016-10-4 09:14 编辑
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论校准测量能力(CMC)(1)
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史锦顺
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CMC是校准测量能力。我理解这是校准时的测量能力。主要指:
1)标准(包括附件,下同)的固有的性能指标。这就是计量单位自身的能力。必须经上级计量部门的计量(实测合格)。这体现计量的溯源性。
2)由1),可以推断出可校仪器的指标。这是计量单位的对外宣布的服务范围(以便于下游单位送检)。这是服务的能力。通常所说CMC,指1),即标准的性能指标。
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(一)计量中的测量能力
计量业务有检定与校准两种形式。先谈以判别合格性为主的“检定”,再过渡到“校准”。
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1 适应的领域
1.1 量程。计量标准的量程要覆盖被测量的取值范围。
1.2 频段。例如,同样测量功率,要看是不是相同频段,低频、射频、还是微波。
1.3 接口的适应性。例如是导线,还是同轴线,还是矩形波导。
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2 标准的性能指标
2.1 准确度。又称误差范围,就是计量标准的误差绝对值的最大可能值,即标准的MPEV.用不确定度的语言说,就是标准的扩展不确定度。
2.2 稳定度。标准的随机误差范围或随机变化范围。通常包含在误差范围中。在时频计量中,对稳定度有特殊要求,短稳要单列项目。
2.3 分辨力。
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(二)计量中的能力优值
标准的性能与被检仪器性能的比值,称为计量能力优值,记为q。
1 稳定度计量
稳定度计量能力优值为:
q稳 = W标/W仪 (1)
W表示稳定度。脚标“标”表计量标准,脚标“仪”表被检仪器。要求
q稳 ≤ 1/3 (2)
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2 准确度计量
准确度计量能力优值为:
q准= R标/R仪 (3)
R表示准确度。通常要求:
q准 ≤ 1/4 (4)
时频计量要求:
q准 ≤ 1/10 (5)
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3 分辨力要求
D标 ≤ D仪/10 (6)
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(2)式、(5)式、(6)式是可忽略条件。(3)式是资格条件,不是可忽略条件,在合格性判别中,要计及待定区。
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(三)计量中合格性判别的误差
计量的误差公式推导如下。
必须认清:求什么,用什么,靠什么,得什么。物理公式必须物理意义确切。物理公式必须是意义明确的“构成公式”。
测量是用测量仪器测量被测量,以求得被测量的值。而检定是用被检仪器来测量已知量值的标准,以求得测量仪器的误差,看是否合格。检定是测量的逆操作。测量仪器的误差,是检定的认识对象。检定的目的是求得仪器的误差,必须是测得值与被测量真值之差,而得到的是测得值与标准标称值之差;对计量本身的误差分析,就是求这二者的差别。
设测得值为M,计量标准的标称值为B,标准的真值为Z;仪器的误差元(以真值为参考)为r(仪),检定得到的仪器测得值与标准的标称值之差值为r(示),标准的误差元为r(标)。
1 要得到的测量仪器的误差元为:
r仪= M–Z (7)
2 检定得到仪器的视在误差元为:
r实验 = M – B (8)
3 标准的误差元为
r标 = B–Z
4 (7)与(8)之差是计量误差元:
r计 = r实验 – r仪 =(M-B)-(M-Z)
=(Z–B)
= r标 (9)
误差范围是误差元的绝对值的最大可能值。误差范围关系为:
│r计│max = │r标│max
即有
R计= R标 (10)
(10)式是计量误差的基本关系式,计量误差由标准(及其附件)的误差范围决定。计量误差与被检仪器的误差因素无关。
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