测量仪器常见技术指标

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本文介绍测量仪器常见技术指标。

1.误差 

误差也叫示值误差，指被测量仪器示值与测量标准提供的约定真值之差。误差有3种主要形式。

1)绝对误差

示值误差用绝对误差表示为：

其中，

为用绝对误差表示的测量仪器示值误差

x为被测仪器的示值

为测量标准复现的量值，即约定真值

2)相对误差

示值误差用相对误差表示为：

其中，

为用相对误差表示的测量仪器示值误差

为用绝对误差表示的测量仪器示值误差

为测量标准复现的量值，即约定真值

在误差的绝对值比较小的情况下，示值相对误差也可以用下式计算：

其中，

x为被测仪器的示值

3)引用误差

示值误差用引用误差表示为：

为用引用误差表示的测量仪器示值误差

为用绝对误差表示的测量仪器示值误差

为引用值，一般为被评定仪器标称范围的上限或量程

注意：

偏差等于负的示值误差

2.重复性

重复性指相同条件下多次测量，被测仪器的测量值复现性。一般用实验标准差（贝塞尔公式）来表示。

其中，

s为实验标准差

为第i次观测值，i=1,2,3,…,n

为n次观测的算术平均值

n为测量次数

注意：

1)也有用相对标准差来表示，这时需除以平均值

2)也可用最大残差法，极差法来衡量重复性

3.准确度等级

准确度等级通常为测量仪器在其使用说明书中标注的准确度。准确度等级有几种表达形式。

1)测量仪器的最大允许误差不随示值大小而变化时，以绝对形式表达如下

a为被测量的单位表示的一个常数值

2)测量仪器的最大允许误差与示值大小成线性变化关系时，以绝对形式表达如下

a为被测量的单位表示的一个常数值，大于或等于0

b为无量纲的正比例系数

x为被测量的值

3)测量仪器的最大允许误差采用引用误差时，其形式表达如下

为引用值

4)测量仪器的最大允许误差取相对形式，且不随被测量大小而改变时，表达如下

x为被测量的值

5)测量仪器的最大允许误差随被测量大小而变化时，以相对形式表达如下

为测量范围的上限或测量传感器输入值的变化范围

x为被测量的值

c,d为无量纲的正数

4.响应特性

测量仪器输入输出的函数关系。

5.灵敏度

对被评定测量仪器，在规定的某激励值上通过一个小的激励变化,得到相应的响应变化，则比值即为测量仪器在该激励值时的灵敏度。对线性测量仪器来说，S为常数。

6.分辨力

测量仪器的显示装置或读数装置能有效辨别的最小示值。

7.稳定性

稳定性指测量仪器保持其计量特性恒定能力的评定。一般可采用变化量与所经过的时间间隔之比来作为被评定测量仪器的稳定性。

8.漂移

用测量标准在一定时间内观测被评定测量仪器计量特性随时间的慢变化，记录前后的变化值或画出观测值随时间变化的漂移曲线。

9.响应时间

对被评定测量仪器输入瞬间突变的激励（阶跃信号），记录输出响应随时间变换的曲线。计算输出响应达到并保持其最终稳定值在某一个规定极限内（，或）的瞬间，与输入激励瞬间的时间间隔。此时间间隔即为测量仪器相应于规定极限的响应时间。如下图所示。

参考资料：

JJF 1094-2002 测量仪器特性评估

总结，本文介绍了测量仪器常见技术指标。