示值誤差和最大允許誤差

示值誤差和最大允許誤差
示值就是由測量儀器所指示的被測量值。測量儀器的示值誤差是測量儀器示值與對應的輸入量的真值之差，它是測量儀器最主要的計量特性之一，本質上反映了測量儀器準確度的大小，即測量儀器給出接近于真值的響應的能力。示值誤差大，則其準確度低；示值誤差小，則其準確度高。
示值誤差是相對真值而言的，由于真值不能確定，實際上使用的是約定真值或實際值。為確定測量儀器的示值誤差，當接受高等級的測量標準對其進行檢定或校準時，該測量標準器復現的量值即為約定真值，通常稱為實際值、校準值或標準值。所以，指示式測量儀器的示值誤差＝示值—實際值，實物量具的示值誤差＝標稱值—實際值。
例如：被檢電流表的示值I為40A時，用標準電流表檢定，其電流實際值為Io=39A，則示值40A的誤差△為：
△=I—Io=(40—39)A=1A
即該電流表的示值比其約定真值大1A。
測量儀器示值誤差，通常簡稱為測量儀器的誤差，可用絕對誤差形式表示，也可用相對誤差形式表示。確定測量儀器示值誤差的大小，是為了判定測量儀器是否合格，并獲得其示值的修正值。
對給定的測量儀器，由規范、規程等所允許的誤差極限值，稱為測量儀器的最大允許誤差。通常可簡寫為mpe，有時也稱為測量儀器的允許誤差限。
示值誤差和最大允許誤差均是對測量儀器本身而言的。最大允許誤差是指技術規范(例如標準、檢定規程、校準規范)所規定的允許的誤差極限值，它是一個判定測量儀器合格與否的規定的要求；而示值誤差則是指測量儀器某一示值的誤差的實際大小，它是通過檢定、校準所得到的一個值或一組值，用以評價測量儀器是否滿足最大允許誤差的要求，從而判斷其是否合格，或者根據實際需要提供修正值，以提高測量結果的準確度。
(四)靈敏度
測量儀器響應的變化除以對應的激勵變化，稱為靈敏度。它反映測量儀器被測量(輸入)變化引起儀器示值(輸出)變化的程度，用被觀察變量的增量(即響應或輸出量)與相應被測量的增量(即激勵或輸入量)之商來表示。如果被測量變化很小，而引起的示值改變(輸出量)很大，則該測量儀器的靈敏度很高。
靈敏度是測量儀器重要的計量特性之一，其值應與測量目的相適應，并不是越高越好。
(五)分辨力
顯示裝置能有效辨別的最小的示值差，稱為顯示裝置的分辨力，或簡稱為分辨力。它是指顯示裝置中對其最小示值的辨別能力。模擬式顯示裝置的分辨力，通常為標尺分度值的一半，即用肉眼可以分辨到一個分度值的1/2。
對于數字式顯示裝置，其分辨力為末位數字的一個數碼。對半數字式的顯示裝置，其分辨力為末位數字的一個分度。顯然，分辨力高可以降低讀數誤差，從而減少由于讀數誤差引起的對測量結果的影響。
(六)穩定性和漂移
穩定性通常是指測量儀器保持其計量特性隨時間恒定的能力。若穩定性不是對時間而言，而是對其他量而言，則應予明確說明。穩定性通常用以下兩種方式定量地表征：
(1)計量特性變化某個規定的量所經歷的時間；
(2)計量特性經過規定的時間所發生的變化量。
例如：標準電池對其長期穩定性(電動勢的年變化幅度)和短期穩定性(電動勢在3～5天內的變化幅度)分別提出了明確的要求；量塊的穩定性，則以規定長度每年的允許最大變化量(微米／年)進行考核。
對于測量儀器，尤其是測量標準或某些實物量具，穩定性是重要的計量特性之一。測量儀器產生不穩定的因素很多，主要原因是元器件的老化、零部件的磨損，以及使用、儲存、維護工作不細致等所致。對測量儀器進行周期檢定或定期校準，就是對其穩定性的一種考核。
漂移是測量儀器計量特性的慢變化。它反映了在規定的條件下，測量儀器計量特性隨時間的慢變化，諸如在幾分鐘、幾十分鐘或幾小時內，保持其計量特性恒定的能力。例如：測量儀器在規定時間內的零點漂移，線性測量儀器靜態特性隨時間變化的量程漂移。
漂移往往是由于溫度、壓力、濕度等外界變化所致，或由于儀器本身性能的不穩定所致。測量儀器使用前采取預熱、預先在實驗室內放置一段時間與室溫等溫，就是減少漂移的一些措施。
三、測量儀器的選用原則
選用測量儀器應從技術性和經濟性出發，使其計量特性(如最大允許誤差、穩定性、測量范圍、靈敏度、分辨力等)適當地滿足預定的要求，既要夠用，又不過高。
(一)技術性
在選擇測量儀器的最大允許誤差時，通常應為測量對象所要求誤差的1/3～1/5，若條件不許可，也可為1/2，當然此時測量結果的置信水平就相應下降了。
在選擇測量儀器的測量范圍時，應使其上限與被測量值相差不大而又能覆蓋全部量值。
在選擇靈敏度時，應注意靈敏度過低會影響測量準確度，過高又難于及時達到平衡狀態。
在正常使用條件下，測量儀器的穩定性很重要，它表征測量儀器的計量特性隨時間長期不變的能力。一般來說，人們都要求測量儀器具有高的可靠性；在極重要的情況下，比如在核反應堆、空間飛行器中，為確保萬無一失，有時還要選備兩套相同的測量儀器。
在選擇測量儀器時，應注意該儀器的額定操作條件和極限條件。這些條件給出了被測量值的范圍、影響量的范圍以及其他重要的要求，以使測量儀器的計量特性處于規定的極限之內。
此外，還應盡量選用標準化、系列化、通用化的測量儀器，以便于安裝、使用、維修和更換。
(二)經濟性
測量儀器的經濟性是指該儀器的成本，它包括基本成本、安裝成本及維護成本。基本成本一般是指設計制造成本和運行成本。對于連續生產過程中使用的測量儀器，安裝成本中還應包括安裝時生產過程的停頓損失費(停機費)。通常認為，首次檢定費應計入安裝成本，而周期檢定費應計入維護成本。這就意味著，應考慮和選擇易于安裝、容易維修、互換性好、校準簡單的測量儀器。
測量準確度的提高，通常伴隨著成本的上升。如果提出過高的要求，采用超越測量目的的高性能的測量儀器，而又不能充分利用所得的數據，那將是很不經濟，也是毫無必要的。此外，從經濟上來說，應選用誤差分配合理的測量儀器來組成測量裝置。
四、測量準確度和精密度
(一)測量準確度
通過測量所得到的賦予被測量的值，稱為測量結果。而真值是與被測量定義一致的值。測量準確度是指測量結果與被測量真值之間的一致程度。
通常認為，測量準確度是一個定性的概念，不宜將其定量化。它是一個理想化的概念，難于操作，所以，準確度的值無法準確地給出。換言之，我們可以說準確度高低、準確度等級或準確度符合X X標準等，而不宜將準確度與數字直接相連。例如：準確度為0.25％、16mg或±16mg等。
在實際工作中，測量準確度可以用測量結果對約定真值的偏移來估計。
(二)測量精密度
測量精密度是指在規定條件下獲得的各個獨立觀測值之間的一致程度。不要用術語“精密度”來表示“準確度”，因為前者僅反映分散性，即指隨機效應所致的測量結果的不可重復性或不可再現性；而后者則是指在隨機效應和系統效應的綜合作用下，測量結果與真值的不一致。

其實說簡單點，示值誤差呢，就是測量時測量儀器所測量值跟被測量物真實值的差；最大允許誤差呢，是說允許測量儀器有的誤差的最大值。（當測量儀器的誤差超過這個值的時候，這個儀器就不合格了）

當示值誤差在不同的數值顯示較大的不同時，是不是可以認為其偏移不顯著。例如; 卡尺（150mm), 在50mm時的%示值誤差=2.7， 在100mm時的%示值誤差=0.2.

[ 本帖最后由 Undine 于 2008-8-26 10:08 編輯 ]