计量知识2013.6-2.ppt

（三）测量仪器的计量特性 1、灵敏度是指“测量仪器响应的变化除以对应的激励变化”。 提示： ⑴它是反映测量仪器被测量(输入)变化引起仪器示值(输出)变化的程度。 ⑵它用被观察变量的增量即响应(输出量)与相应被测量的增量即激励(输入量)之商来表示。 ⑶如被测量变化很小，而引起的示值(输出量)改变很大，则该测量仪器的灵敏度就高。 例如，在电磁系仪表中，响应特性是线性关系，灵敏度就是个常数；若呈平方关系，灵敏度就随激励值变化。 ⑷因此，在表述测量仪器的灵敏度时，要指明对哪个量而言。如检流计，就要说明是指电流灵敏度还是电压灵敏度。 2、鉴别力又称阈值是指“使测量仪器产生未察觉的相应变化的最大激励变化，这种激励变化应缓慢而单调地进行”。提示： ⑴它是指当测量仪器在某一示值给予一定的输入，这种激励变化缓慢从单方向逐步增加，当测量仪器的输出产生有可觉察的响应变化时，此输入的激励变化称为鉴别力，同样可在反行程进行。 ⑵例如，在一台天平的指针产生可觉察位移的最小负荷变化为10mg，则此天平的鉴别力为10mg。 ⑶例如，对一台活塞式压力计鉴别力检定。在检定活塞有效面积过程中，被检活塞按顺时针方向以(30～60)r/min的转速转动，在测量上限压力平衡后，在被检活塞式压力计上加放能破坏活塞平衡的最小砝码，其质量值即为被检活塞式压力计的鉴别力。 3、分辨力是指“显示装置能有效辨别的最小示值差”。提示： ⑴模拟式指示装置，其测量仪器的分辨力为标尺上任何两个相邻标记之间间隔所表示的示值差(最小分度值)的一半。 如线纹尺的最小分度值为1mm，则分辨力为0.5mm。 ⑵数字式显示装置的测量仪器的分辨力，是最低位数字变化一个字时的示值差。 如数字电压表最低一位数字变化1个字的示值差为1uV,则分辨力为1uV。 ⑶半数字式指示装置是以上两种的综合。它通过由末位有效数字的连续移动进行内插的数字式指示，或通过由标尺和指示器辅助读数的数字式指示来提供半数字示值。 如家用电度表的标尺右端数字能连续移动，这样能读到示值为263552.4kW · h，分辨力为0.1kW · h。 4、稳定性是指“测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力”。提示： ⑴通常可用以下两种方式： ①用计量特性发生某个规定的量的变化所需经过的时间； ②用计量特性经过规定的时间所发生的变化量来进行定量表示。 ⑵例如，测量范围为(-0.1～250)MPa的数字压力计，其稳定性由以下方法确定：仪器通电预热后，对压力计进行正、反行程的一个循环的示值检定，计算出各点的正、反行程的示值误差，该示值误差与上一周期检定证书上相应各检定点示值误差之差的绝对值，即为相邻两个检定周期之间的示值稳定性。对于准确度等级0.05级以上的数字压力计，相邻两个检定周期之间的示值变化量不得大于最大允许误差的绝对值。 5、漂移是指“测量仪器计量特性的慢变化”。提示： ①如在几分钟、几十分钟或多少小时内保持其计量特性恒定的能力。 ②在漂移过程中，示值的连续变化既与被测量的变化无关也与影响量的变化无关。 ③例如，对测量范围为(-0.1～250)MPa的数字压力计零点漂移的测定。仪器通电预热后，在大气压力下，压力计有调零装置的可将初始值调到零，每隔15min记录显示直到1h，各显示值与初始值的差值中绝对值最大的数值为零点漂移值。要求零点漂移在1h内不得大于最大允许误差绝对值的1/2。 6、响应特性是指“在确定条件下，激励与对应响应之间的关系”。提示： ①激励是输入量或输入信号，也就是被测量； ②响应是输出量或输出信号，就是被测量对应给出的示值。 ③测量仪器的响应特性： ⑴在静态测量中，测量仪器的输入x和输出y不随时间而改变，其静态响应特性可用 y=f(x) 表示；具有线性特性的测量仪器的静态响应特性为 y=kx (k为固定参数值确定的常数)。 ⑵测量仪器的动态响应特性，在动态测量中，测量仪器的输入随时间t而改变，其输出是时间的函数，用常系数微分方程来描述。 7、响应时间是指“激励受到规定突变的瞬间，与响应达到并保持其最终稳定值在规定极限内的瞬间，这两者之间的时间间隔”。提示： ⑴是指对输入输出关系的响应特性中，考核随着激励的变化其响应时间反映的能力。 ⑵响应时间短，则反映指示灵敏快捷，有利于进行快速测量或调节控制。 ⑶例如，动圈式温度指示仪，其性能上有一条规定，即阻尼时间，要求给出仪表突然加上相当于标尺弧长2/3处的被测量(毫伏值)的瞬时起，至指针距最后静止位置不大于标尺弧±1.5%的范围为止，这个时间间隔对输入量程小于20mV仪表不超过10s，对其他仪表不超过7s，这一阻尼时间就是响应时间。 8、死区是指“不致引起测量仪器响应发生变化的激励双向变动的最大区间”。提示： ⑴当被测量值双向变化时，相应示值不产生可检测到的变化的最大