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第一章自动检测技术及仪表概述§1-1 关于测量的概念根据国际通用计量学基本名词的推荐“测量是以确定量为目的的一组操作”。
这里的量值均指物理量而言。
对于每一个物理量仅仅是一些物理对象共有的定性性质, 例如温度、质量、长度等等。
每一物理量代表了一定的物理对象的某一方面性质, 而更具体的说, 每个量又有它的定量性质如温度高低、质量大小、长度长短等等。
测得的物理量值是一个名数, 它由表示物理量的数值和物理量的单位组成。
同一物理量, 由于所选择的单位不同, 得到测量结果的数值也不同。
因此, 在给出测量值大小的同时一定要给出所用的测量单位。
§1-2 测量方法测量方法是完成测量任务所采用的手段。
一般是根据给定的原理规定出在测量中所涉及的运算和实际操作。
在测量过程中由于测量对象、测量环境、测量参数不同, 采用着各式各样的测量仪表和测量方法。
1. 简单测量当选用适当的测量仪表即可直接完成测量任务, 即可测得足够精度的被测物理量的大小时, 常把这种测量称为简单测量。
2. 直接测量任何测量都包含不同的简单测量。
如果在测量过程中只包括一项简单测量和只根据一些已知数据对测量结果运算就可以得到被测物理量的大小, 常把这种测量称为直接测量。
3. 间接测量如果对被测物理量的测量包括两个或两个以上的简单测量, 或包括根据若干直接测量结果来计算出最后测量结果, 这种测量称为间接测量, 也叫非直接测量。
§1-3 测量仪表的性能指标仪表运行特性通常分为静态特性和动态特性两大类。
一、测量仪表的静态特性（一）精确度与精确度有关的指标有三个: 精密度、正确度和精确度等级。
1. 精密度它说明测量仪表表示值的不一致程度。
即对某一稳定的被测量在相同的规定的工作条件下, 由同一测量者用同一仪表在相当短的时间内连续重复测量多次, 其测量结果的不一致程度。
2. 正确度它说明表示值有规律地偏离真值大小值的程度。
3. 精确度它是精密度和正确度两者的总和, 即测量仪表给出接近于被测真值的能力。
测量仪表的质量通常用一个简单的问题进行评估：测量精度如何?尽管这个问题看上去很简单,但答案往往未必如此。
选择最适用的测量仪表就需要认识一下影响测量不确定性的一些因素。
这样反过来还可更深入了解该类仪表的技术指标所列出的信息以及未列出的信息。
仪表测量的性能根据动态性(量程、响应时间)、准确度(重复性、精密度和灵敏度)以及稳定性(对老化及恶劣环境的容差)来进行评估的。
其中，准确度(应该是最大允许误差，经常被叫做精度)通常被视为最重要的质量因素,也是最难以确定的因素。
灵敏度与准确度测量输出变化与标准值变化之间的关系称为灵敏度。
理想情况下这种关系呈现为完美线性，但在实际操作中所有测量均会存在某些瑕疵或不确定性。
被测值与与标准值的一致性通常简单地称为“准确度”，但这是一个略微模糊的术语。
严格定义的准确度通常包括重复性。
重复性指在测量条件不变的情况下，仪器在重复测量时能够达到相似测量结果的能力(见图1)。
但是其可能包含也可能不包含湿滞、温度依赖性、非线性和长期稳定性。
重复性本身通常是测量不确定性的次要来源，如果精度规范不包含其它不确定性，则其可能会造成对实际测量性能的错误印象。
测量值与已知标准值之间的关系往往被称为传递函数。
请见图2,当测量值调整时,这种关系也将根据已知校准基准进行微调。
理想情况下，传递函数呈现为跨整个量程的完美线性，但在实际操作中大多数测量均会因被测量的大小不同而在灵敏度上发生一些变化。
这种类型的瑕疵被称之为非线性(见图3)。
这种现象通常在量程的极限处比较突出。
因此，核实精度规范是否包含非线性以及精度是否适用于全量程范围非常必要。
若非如此，那么就有理由对接近极限值的测量精度表示怀疑。
湿滞是指与被测变量变化方向有关的测量灵敏度变化(见图4)。
这可能是导致某些湿度传感器测量不确定的重要原因，而这些传感器采用极易附着水分子的材料制造而成。
如果规定的精度未标明是否包含湿滞，那么造成这一测量不确定性的原因就会变得不明确。
仪表主要性能指标详解一：灵敏度灵敏度是指仪器对被测参数变化的灵敏度，或对被测量变化的响应能力。
其计算公式为：lsX其中s--仪器灵敏度，？L--仪器输出的变化增量，？X——仪器输入变化的增量。
灵敏度有时也称“放大比”，也是仪表静特性曲线上各点的斜率。
增加放大倍数可以提高仪表灵敏度，单纯加大灵敏度并不改变仪表的基本性能，即仪表精度并没有提高，相反有时会出现振荡现象，造成输出不稳定。
仪表灵敏度应保持适当的量。
实际上，在实际使用中，仪器的稳定性和可靠性比仪器的准确性更重要。
二．精确度仪器的准确度被称为准确度，也被称为准确度。
准确和错误可以说是孪生兄弟。
由于误差的存在，就有了准确度的概念。
简而言之，仪器精度是指仪器测量值接近真实值的精度，通常用相对误差百分比表示。
相对百分比误差的表达式如下：x?100%刻度上限值？刻度的下限，其中------检测期间的相对百分比误差，（刻度的上限值-刻度的下限值）--仪器的测量范围，？X——绝对误差，即被测参数的测量值X1和被测参数的标准值x0之间的差值。
所谓标准值是精确度比被测仪表高3~5倍的标准测得的数值。
从式中可以看出，仪表精确度不仅和绝对误差有关，而且和仪表的测量范围有关。
绝对误差大，相对百分误差就大，仪表精确度就低。
如果绝对误差相同的两台仪表，其测量范围不同，那么测量范围大的仪表相对百分误差就小，仪表精确度就高。
精确度是仪表很重要的一个质量指标，常用的精度等级来规范和表示。
精度等级就是最大相对百分误差去掉正负号和%。
按国家统一规定划分的等级有0.005,0.02,0.05,0.1,0.2,0.35,0.5,1.0,1.5,2.5,4等。
仪表精度等级一般都标志在仪表标尺或标牌上，数字越小，说明仪表精确度越高。
为了提高仪器的精度，有必要进行误差分析。
错误通常可以分为疏忽错误、缓变错误、系统错误和随机错误。
过失误差是指测量过程中人为造成的误差。
一方面，它是可以克服的，另一方面，它与仪器本身无关。
