评定试验机计量特性的相关术语

汪璞玉

       评定试验机计量特性的相关术语
　　评定试验机计量特性的相关术语 随着性自由贸易的发展，市场竞争的加剧，已经导致消费者
　　或用户对产品质量的期望愈来愈高。各生产厂/商都希望所生产的产品满足顾客的要求，从而拥有足够的
　　市场，保证自己的生产和发展。顾客的要求通常表征为标准，如试验机的评定必须依据相应的检定规程
　　、校准规范、技术标准及其他相关的技术文件。因此，认识和掌握评定试验机计量特性的相关计量术语
　　及定义是很有必要的。根据JJF1001-1998《通用计量术语及定义》和JJF1094-2002《测量仪器特性评定
　　》，结合评定试验机时常遇到的计量特性术语谈谈自己的理解。 1． 测量范围（工作范围） 测量仪器
　　的误差处在规定的极限内的一组被测量的值 测量范围也可称为工作范围，它是指测量仪器的误差处于规
　　定的极限范围内的这一被测量的示值范围，既这一被测量的zui大值和zui小值之差称为测量范围。这里必
　　须正确区别示值范围、量程、标称范围和测量范围的概念。 1． 1值范围是指测量仪器标尺或显示装置
　　所能指示的范围，可用标在标尺或显示器上的单位表示。如100kN材料试验机中就有0～20kN、0～
　　50kN、0～100kN三个示值范围；对于电子试验机，则其示值范围按显示器上的单位由数字位数来决
　　定，有的是一个示值范围（如0～100kN），有的是多个示值范围（如0～5kN、0～10kN、0～20kN、0～
　　50k、0～100kN）。 1．2标称范围是对测量仪器整体而言，通常用被测量的单位表示。标称范围通常用
　　它的上限和下限表明，例如100℃～200℃；若下限为零，标称范围一般只用上限表明，例如0～100kN的
　　标称范围可表示为100kN。很多仪器实际上标称范围和示值范围是相同的。 1．3量程是指标称范围上限
　　值和下限值之差的模，这里所说的模是指其值。例如，温度下限为－30℃，其上限为＋80℃，则其
　　量程为│80-（-30）│即为110℃；某试验机标称范围为100kN，则其量程为│100-0│，即为100kN。引
　　入量程的概念，一个主要用途是可以方便地测量仪器的引用误差，在计算引用误差时需要确定一个仪器
　　的特定值，该特定值一般称为引用值，通常量程就是这引用值。如有三块准确度为1级的电压表，其标称
　　范围分别为－10～＋10V，0～20V ，＋10～＋30V ，这时如按标称范围去比较，会感到得不到要领，而
　　用量程去计算其引用误差，则其引用误差为20V×1%=±0.20V，可见虽然标称范围不同，但其准确度是相
　　同的。 1．4测量范围是指能保证规定准确度，满足误差在规定极限内的量值范围。如一台1级100kN电子
　　试验机在1%～99%量值范围内均符合1级准确度有关指标要求，测量范围为1～100kN。 2．灵敏度、
　　鉴别力 [阈] 和 [显示装置的] 分辨力 2．1灵敏度 测量仪器响应的变化除以对应的激励变化 灵敏度是
　　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。它用被观察变量的增量，即响应
　　（输入量）与相应被测量的增量即激励（输入量）之商来表示。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。对于电子材料试验机使用的力传感器和位移传感器
　　均为线性的，其灵敏度S为： S=△y/△x=K=常数式中的K叫传递系数，当响应y与激励x是同一种量时，又
　　叫放大系数。对于非线性的测量仪器，则灵敏度宜表示为：S=dy/dx=f(x) 这时灵敏度随激励变化而变化
　　，它是一个变量，它与激励值有关。灵敏度是测量仪器中一个十分重要的计量特性，它是反映测量仪器
　　准确度的重要指标。但有时灵敏度并不是越高越好，为了方便读数，使示值处于稳定，还需要特意地降
　　低灵敏大小。 2．2鉴别力[阈] 使测量仪器产生未察觉的响应变化的zui大激励变化，这种激励变化应缓
　　慢而单调地进行。 它是指当测量仪器在某一示值给以一定的输入，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可觉察的响应变化时，此输入的激励变化称为鉴别力阈，也可简称鉴别力，同
　　样可在反行程进行。例如1台500N电子拉力试验机在显示屏末尾数产生可觉察变动的zui小负荷变化为0.1N
　　，则此试验机的鉴别力阈为0.1N。为了准确地得到其鉴别力阈值，则激励的变化（输入量的变化）应缓
　　慢，同时应在同一行程上进行，以消除惯性或内部传动机构的间隙和摩擦。通常一台测量仪器其鉴别力
　　阈还应在标尺的上、中、下不同示值范围正反向行程进行测定，则其鉴别力阈值是不同的，则可按其zui
　　大的激励变化来表示测量仪器鉴别力阈值。鉴别力阈有时人们也可习惯称为灵敏度阈或灵敏限，是同一
　　概念。 要注意灵敏度和鉴别力阈的区别和关系。这是两个概念，灵敏度是被测量（输入量）变化引起了
　　测量器具示值（输出量）变化程度；鉴别力阈是引起测量仪器示值（输出量）可觉察变化时被测量（输
　　入量）的zui小变化值，是指使测量仪器指针移动（或末尾数变化）所要输入的zui小量值。但二者是相关
　　的，灵敏度越高，其鉴别力阈越小；灵敏度越低，其鉴别力阈越大。 2．3 [显示装置的] 分辨力 显示
　　装置能有效辨别的zui小的示值差。 分辨力是指显示装置中对其zui小示值差的辨别能力。通常模拟式显示
　　装置的分辨力为标尺分度值的1/2～1/10，即用肉眼可以分辨到一个分度值的1/2～1/10；对于数字式显
　　示装置的分辨为末位数字的一个数码，对半数字式的显示装置的分辨力为末位数字的一个分度。此概念
　　也可以适用记录式仪器。显示装置的分辨力可简称为分辨力。 要区别分辨力和鉴别力阈的概念，不要把
　　二者相混淆。因为鉴别力阈是须在测量仪处于工作状态时通过实验才能评估和确定数值，它说明响应的
　　觉察变化所需的zui小激励值。而分辨力是只须观察显示装置，即使是一台不工作的测量仪即可确定，是
　　说明zui小示值差的辨别能力。分辨力高可以减低读数误差，从而减少由于读数误差引起的对测量结果的
　　影响。要提高分辨力，往往有很多因素，如指示仪器可增大标尺间距，要规定刻线和指针宽度，要规定
　　指针和度盘间的距离等等；对于数字式显示装置要增加有效位数。（连载未完，待续） 编者按：我们将
　　在下期继续刊登本文的下篇：3．测量仪器的准确度和准确度等级 4．测量仪器的 [示值] 误差、zui大允
　　许误差。

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