誤差范圍是測量儀器性能-與網友討論(9)

          誤差范圍是測量儀器性能-與網友討論(9)

                                                      史錦順

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（一）誤差范圍知識摘要

測量是對量的認識。測量的目的是得到盡可能接近真值的測得值。測得值接近真值的程度是準確度，因此測量的目的是得到準確度夠格的測得值。

測得值與真值的差距用誤差來描述。測得值減真值是誤差元。誤差元構成誤差范圍。誤差范圍稱準確度。實用中，誤差范圍有誤差范圍實際值和誤差范圍標稱值的區分。

誤差范圍是測量的性能，誤差范圍也是測量儀器的性能。

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（二）測量儀器的構成

測量儀器是人們認識量值、得到測得值的手段。

測量儀器的要素是有一個量值標準和比較器。

測量儀器的構成包括：

1 量值標準；

2 量值的感知器，通常稱傳感器，實現量的采集、輸入；

3 比較器，實現被測量同標準量的比較；

4 計數器與顯示器，實現量值的輸出。

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（三）測量儀器的理論設計

1 建立測量方程

1.1 寫出物理公式

測量本質是實現被測量與標準量的代換，必須找到溝通待測量與標準量的等式，這是物理公式。

1.2 寫出計值公式

物理公式是理想關系，式中符號代表真值。把物理公式中的符號，用標稱值或測得值代換，得到計值公式。

1.3 建立測量方程

聯立物理公式與計值公式，于是得到測量方程。

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2 進行誤差分析

以前的誤差分析，從物理公式微分開始。這樣做，沒大錯，得出的數值是對的，但常有正負號的問題。因為物理公式的值是真值，測得值與真值比，真值是常數，對真值做微分，邏輯不順。而構成測量方程后，常量變量區分清楚；測得值與真值比，測得值是變量；實際量（真值）與標稱值比，實際值是變量。于是，對變量進行微分，邏輯就順了。

測量方程是測量儀器的構成方程。從測量方程進行的誤差分析，其結果就是測量儀器誤差范圍的各基本成分。

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（四）測量儀器的制造

1 由理論分析，給出對機加工間的具體要求，如尺寸公差要求、材料性能要求等。

2 提出對部件的性能要求

3 提出對元件的性能要求

4 編寫工藝方法與程序

5 實施加工，進行裝配調試。

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（五）測量儀器的性能確定

1 進行分項測量

2 進行總機測量

3 例行試驗(惡劣環境考驗)

4 廠內逐臺計量

5 抽樣送計量部門檢定。

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接1# 史錦順  文
   

（六）誤差范圍是測量儀器性能

1 分析合成

各隨機誤差因素合成隨機誤差范圍，各系統誤差合成系統誤差范圍。隨機誤差范圍與系統誤差范圍合成誤差范圍。留有余地并湊整給出誤差范圍指標。這是誤差范圍標稱值。通用測量儀器的指標要納入行業系列。

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2 整機測量

選一量值標準器，其指標要比被檢儀器的指標高5倍以上。用被檢儀器測量標準器的量值。測量次數N大于20.

計算N個測得值的平均值。

代入貝塞爾公式計算西格瑪。

（1） 平均值與標準器的標稱值之差是系統誤差

（2） 西格瑪的3倍是隨機誤差范圍

（3） 系統誤差的絕對值加3西格瑪是誤差范圍實驗值。

（4） 誤差范圍實驗值小于誤差范圍標稱值，該機合格。

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3 誤差范圍是測量儀器性能

誤差范圍是測量儀器給出的量值（測得值）的接近真值的能力，是測量儀器的性能。它是測量儀器水平的標志。

測量儀器的誤差范圍，就是測量儀器在測量時給出的測得值的誤差范圍。

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（七）幾點商榷

1 現在較多的儀器用“允許誤差”或“最大允許誤差”一詞。此語僅適合于檢定場合；對廣大應用場合，不好。誤差范圍是測量儀器的性能，是測量的性能，是測量的依據，是測量水平的標志，不該用“允許”一詞。

2 把儀器的性能指標說成是“要求”，也很狹義。通用儀器的指標成系列，用戶可根據需要選擇測量儀器，但測量儀器不是應哪個用戶要求而生產的。誤差范圍的本質是性能。可以是要求，更重要的它是確定測得值準確程度的依據；它是水平的標志，定價的依據；它又是努力的目標，獲獎的條件。

3 過去稱誤差范圍為準確度（現在時頻界仍堅持），是很好的稱謂。是褒稱，便于正面鼓動，如“提高準確度”等。

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不確定度論出臺以來，國際組織規定不許定量表達準確度，實在是不講理的霸道作風。明明是定量的東西，硬說是定性的、不可定量的，這是現代版的指鹿為馬。勇于對抗的也有。最高的計量基準，中國計量科學研究院受國家一等獎的銫原子噴泉時間頻率基準指標是“準確度”（2007年2月）；美國的NIST銫原始標準，更叫被禁止的“不準確度”。（ 2011年4月。不準確度與準確度都是指誤差范圍。）

可見準確度一詞的生命力是多么頑強。——你不讓叫，偏叫。

中美兩國的最高計量研究機構，一唱一和，帶頭與不確定度論頂撞。有人反感老史跟不確定度論唱反調，老史告訴你，最高的反調出自中美的兩大計量機構！

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