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科普知識
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儀器儀表

儀器儀表的測量精度雜談

發布日期:2022-04-17 點擊率:69

    我們知道反映誤差大小的程度稱為精度,精度高的儀器儀表它的測量誤差小,精度低的儀器儀表它的測量誤差就大。通常又把精度分為:精密度、正確度和準確度。當然這些參數都與測量誤差有關,如;精密度反映的是隨機誤差大小的程度;正確度反映的是系統誤差大小的程度;而準確度反映的是綜合誤差大小的程度。其中準確度又被稱為:精確度,對比以上的參數,看來“精準”指的是準確度(精確度),也就是儀器儀表的綜合誤差指標。

    我們如果用打靶來說明精密度、正確度和準確度參數,就比較形象和直觀了。如圖中的圓圈是靶心,相當于真實值,各黑點為打靶時的子彈著點,相當于測量值。從圖中可見a的子彈著點

    同時彈著點離靶心最近,所以說a的精密度和正確度都高。b的子彈著點基本都打在一起,其彈著點的精密度也高,但彈著點離靶心太遠,所以說b的精密度高而正確度低。c的子彈著點打得很分散,其精密度低,但是彈著點離靶心很近,所以說c的精密度低,但正確度高。三者比較a是最理想的,看來a結果對打靶者的素質和要求是最高的,如果換成測量儀器儀表來看問題,則要求測量儀器儀表的綜合指標已是最高的,滿足要求的儀器儀表其制造工藝也會是很嚴格的,但其售價也不菲。對于b的結果,其正確度如果在現場生產的誤差允許范圍內,還是不錯的,因為其有一定的誤差,但每次的測量結果基本是一致的,即其隨機誤差小。對于儀器儀表的用戶而言,只要從現場的測量實際出發,找到一個測量精度要求和投資的平衡點,這才是最科學、合理的方法。

    對于工廠而言講求的是實用和經濟,因為工廠不是實驗室,對測量儀表的要求是:在能滿足生產和工藝對測量參數誤差指標的前提下,在有限的投資范圍內選擇精度能達到要求、且性能穩定,正規生產廠的儀器儀表產品是最理想的。

    看了網友們的回帖,8樓說:“滿足現場要求的就是精準的”,10樓說:“我的理解精準必須適用。這些觀點我已是贊同的。”

    在生產現場衡量儀器儀表的“精準”,就是:在儀器儀表精度能滿足使用的前提下,重要的是選擇長期穩定性好的產品。因為在現場使用的儀表是根本不具備標準環境條件的,因此現場運行的儀表其誤差還應該包括環境溫度、濕度、振動、電磁干擾、電源波動等產生的附加誤差,即綜合誤差。

    看一臺儀器儀表質量的好壞不能僅看精度,重要的還是要綜合考慮環境溫度、濕度振動、電磁干擾、電源波動等參數的影響。對于測量要求較高的場合,當然對儀表的綜合誤差要求是越小越好,這時最好對該儀表的附加誤差通過測試,以便選型和擇優使用。

    工業生產對自動化的要求及依賴性越來越高,生產要高產、穩定就必須有穩定可靠的控制儀表,而要保證穩定可靠的控制,其前提是以現場測量參數的可靠性和穩定性為基礎的。所以對現場使用的儀表提出了更高的要求,要求其長期穩定、高度可靠,這是用戶最關心的問題,因此在測量精度滿足使用要求的前提下,選擇長期穩定性和可靠性高的儀器儀表是最重要的評判標準。

    對于長期穩定性指標,儀表說明書中都是有標注的,如有的儀表的穩定指標為:“0.1%精度/一年,0.1252%精度/五年”等等,這指標是指儀表在特定條件下的零點穩定性,還是包括滿量程、線性、回差等的穩定性呢?其是否包含了環境溫度、濕度、振動、電磁干擾、電源波動的影響因素?這是需要搞清楚的,因為只是零點穩定,對用戶沒有什么實際意義。所以選擇長期穩定性這一指標時,不要片面追求高指標,應該綜合比較、綜合分析,以找到最適合自己的儀器儀表產品。

    附:關于誤差的定義:隨機誤差指的是多次測量其平均值趨于零的誤差。

    系統誤差指的是誤差的大小和符號固定不變或按一定規律變化的誤差。

    綜合誤差指的是隨機誤差與系統誤差的合成。

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