3--第一章-《测量设备及其特性与设备的检定和校准》

1,实验室仪器设备内校员及期间核查方法中国计量科学研究院陈成仁王永泉施昌彦国防科技工业第一计量站刘克先,2,第一章测量设备及其特性与设备的检定/校准,3,第一节测量设备(1),测量设备measuringdevices是指“测量仪器、测量标准、标准物质、辅助设备以及进行测量所必须的资料的总称”。由测量设备定义可知，它不是指某台或某类设备，它包括检定或校准中使用的，还包括试验和检验过程中使用的测量设备。它的特点：（1）概念的广义性；（2）内容的扩展性；（3）测量设备不仅是指硬件还有软件。,4,第一节测量设备(2),测量仪器(计量器具)measuringinstrument单独或与一个或多个辅助设备组合，用于进行测量的装置。【注1】一台可以单独使用的测量仪器是一个测量系统。【注2】测量仪器可以是指示式测量仪器，也可以是实物量具。,5,第一节测量设备(3),实物量具materialmeasure使用时以固定形态复现或提供具有赋值的一个或多个同类量的测量仪器。【例】标准砝码；容积量器（提供单个或多个量值，带或不带量的标尺）；标准电阻器；线纹标尺(尺)；量块；标准信号发生器；有证标准物质。【注1】实物量具的示值是其所赋的量值。【注2】一个实物量具可以是一个测量标准。,6,第一节测量设备(4),测量系统measuringsystem一套组装的和适用于特定量在规定区间内给出测量值的一台或多台测量仪器，包括任何试剂和电源。【注】一个测量系统可以仅包括一台测量仪器。,7,第二节测量设备的特性(1),示值indication由测量仪器或测量系统提供的量值。【注1】示值可以用可视形式或声响形式表示，也可以传输到其它装置。示值通常由模拟输出显示器上指示的位置、数字输出所显示或打印的数字、编码输出的码形图、或实物量具的赋值给出。【注2】示值与相应的被测量值不必是同类量的值。,8,第二节测量设备的特性(2),标称量值nominalquantityvalue标称值nominalvalue表征测量仪器和测量系统的量以指导其适当使用的经修约或近似的量值。【例1】标在标准电阻器上的标称量值：100；【例2】标在单刻度量杯上的量值：1000mL；【例3】盐酸溶液HCl的物质的量浓度：0.1mol/L；【例4】贮藏库的最高摄氏温度为20C；【注】术语“标称量值”和“标称值”不要与“标称特性值”相混淆。,9,第二节测量设备的特性(3),示值区间indicationinterval由可能的极端示值所界定的一组量值。【注1】示值区间通常以最小和最大量值表示，例如：99V201V。【注2】在某些领域中，本术语是“示值范围”。标称示值区间nominalindicationinterval标称区间nominalinterval当测量仪器或测量系统调节到特定位置时获得的，并用于指明位置的，由可经修约的极端示值或近似的极端示值所界定的一组量值。【注1】标称示值区间通常以最小量值和最大量值表示，例如“100V200V”。【注2】在某些领域中，本术语是“标称范围”。,10,第二节测量设备的特性(4),标称示值区间的量程rangeofanominalindicationinterval标称示值区间两个极端量值之差的绝对值。【例】对10V10V的标称区间，标称示值区间的量程为20V。【注】标称示值区间的量程有时称为“标称区间的跨距(span)”。,11,第二节测量设备的特性(5),分辨力resolution引起相应示值产生可觉察到的变化的被测量的最小变化。【注】分辨力可能与诸如噪声（内部的或外部的）或摩檫有关，也可能与被测量值有关。显示装置的分辨力resolutionofadisplayingdevice能有效区别的显示值间的最小差值。,12,第二节测量设备的特性(6),测量仪器的稳定性stabilityofameasurementinstrument稳定性stability测量仪器保持其计量特性随时间恒定的特性。【注】稳定性可用几种方式量化。例如：【例1】用计量特性变化到某个规定的量所经过的时间间隔表示；【例2】用特性在规定时间间隔内发生的变化表示。稳定性反映仪器的系统误差,13,第二节测量设备的特性(7),测量精密度measurementprecision精密度precision在规定条件下，重复测量相同或类同被测对象所得示值或测得量值之间的一致程度。【注1】测量精密度在数值上通常用不精密度表示，诸如规定测量条件下的标准偏差、方差或变异系数。【注2】“规定条件”可以是测量的重复性条件，期中测量精密度条件或测量复现性条件(参见ISO5725-5:1998)。【注3】测量精密度用于定义重复性，期中测量精密度或测量复现性。【注4】有时“精密度”被错误地用于表示测量准确度。,14,第二节测量设备的特性(8),重复性测量条件repeatabilityconditionofmeasurement重复性条件repeatabilitycondition以包括相同测量程序、相同操作者、相同测量系统、相同操作条件和相同地点，在短时间内对同一个或相类似的被测对象重复测量的一组条件表示的测量条件。【注1】仅与一组特定的重复性条件有关的测量条件为重复性条件。【注2】在化学中，术语“序列内精密度测量条件”有时用于指此概念。,15,第二节测量设备的特性(9),测量重复性measurementrepeatability重复性repeatability在重复性测量条件下的测量精密度。测量设备重复性反映仪器的随机误差通常用贝塞尔公式计算出来,16,第二节测量设备的特性(10),仪器测量不确定度instrumentalmeasurementuncertainty由使用中的测量仪器或测量系统引起的测量不确定度分量。【注1】仪器测量不确定度通过原级测量标准或其他方法对测量仪器或测量系统的校准获得，【注2】仪器不确定度用于测量不确定度B类评定。【注3】与仪器不确定度有关的信息可能会在仪器技术规范中给出。是测量的重复性条件，期中测量精密度条件或测量复现性条件(参见ISO5725-5:1998)。【注3】测量精密度用于定义重复性，期中测量精密度或测量复现性。【注4】有时“精密度”被错误地用于表示测量准确度。,17,第二节测量设备的特性(11),示值误差instrumentbias测量设备的“示值误差”等于测量设备的示值xu减参考量值xs，即xuxs通常，示值误差有3种表示方式,18,第二节测量设备的特性(12),最大允许误差maximumpermissibleerror误差限limitoferror由给定的测量、测量仪器或测量系统的规程或规范所允许的、相对于已知的参照对象量值的测量误差的极端值。【注1】通常，术语“最大允许误差”或“误差限”是用于有两个极端值之处。通常，术语“最大允许误差”或“误差限”是用于有两个极端值之处。【注2】不应将“容差”用于指“最大允许误差”。通常，示值误差有3种表示方式,19,【最大允许误差】诠释,最大允许误差/误差限定义中的“测量、测量仪器或测量系统的规程或规范”可以是检定规程/校准规范、测量仪器/测量系统的说明书等；“已知的参照对象量值”通常是用于检定/校准测量仪器的高一级测量标准提供的量值，即参考量值。最大允许误差是指在参考条件下，在检定规程/校准规范、测量仪器/测量系统的说明书等技术文件中规定的测量仪器的最大允许误差极限值。最大允许误差或误差限前面带有正负()号，因而是一个误差分散区间，并不是某个测得量值的误差，通常可表达为：最大允许误差MPE或MPEVMPE是最大允许误差的英文缩写，为最大允许误差的绝对值。,MaximumPermissibleError,20,第二节测量设备的特性(13),测量准确度measurementaccuracy准确度accuracy测量值与被测量的真值之间的一致程度。【注1】概念“测量准确度”不是一个量，不给出有数字的量值。当测量提供较小的测量误差时就说该测量是较准确的。【注2】术语“测量准确度”不应用于“测量正确度”，也不应将“测量精密度”用于“测量准确度”。【注3】测量准确度有时理解为赋予被测量的各测量值间的一致程度。,21,【准确度】诠释,准确度是测量仪器的测量值接近被测量真值的能力。由于各种测量误差的存在，任何测量都不可能是完善的，所以接近真值的能力也是不确定的。因此，测量仪器的准确度是其示值接近真值的程度，不能定量表示，是定性的概念。测量仪器的准确度是表征其品质和特性的最重要的性能，因此，使用测量仪器的目的就是为了得到准确可靠的被测量值，其实质就是要求测量仪器的示值尽可能接近于真值。为此，虽然测量仪器准确度是一个定性的概念，但在实际应用中，人们还是希望以定量的概念来进行表述，以具体确定测量仪器的示值接近于真值的大小。因此在实际应用中，常用测量仪器的准确度等级、示值误差、最大允许误差或引用误差等概念。,22,第二节测量设备的特性(14),准确度等级accuracyclass在规定工作条件下，符合规定的计量学要求、使测量误差或仪器不确定度保持在规定极限内的测量仪器或测量系统的等别或级别。【注1】准确度等级通常用约定采用的数字或符号表示。【注2】准确度等级适用于实物量具。,23,【准确度等级】诠释1,准确度等级是在规定的工作条件下，按照测量仪器的计量性能所能达到的允许误差而划分的测量仪器的等别或级别，它反映了测量仪器的准确程度。所以，准确度等级是对测量仪器特性的、具有概括性的描述，也是测量仪器的主要特征之一。测量仪器为什么要划分准确度等级？主要是按允许误差大小进行分类，有利于量值传递和量值溯源，有利于制造和销售，有利于用户合理地选用测量仪器。准确度等级划分的主要依据是测量仪器的最大允许误差，有时还考虑其他计量特性指标要求。等和级的区别通常这样约定：测量仪器加修正值使用时分为等，使用时不加修正值分为级。准确度等级用约定数字或符号表示，如0.2级电压表、0级量块、一等标准电阻、级秤等。,24,【准确度等级】诠释2,准确度等级划分的主要依据是测量仪器的最大允许误差，有时还考虑其他计量特性指标要求。等和级的区别通常这样约定：测量仪器加修正值使用时分为等，使用时不加修正值分为级。准确度等级用约定数字或符号表示，如0.2级电压表、0级量块、一等标准电阻、级秤等。准确度等级在相应的技术标准、计量检定规程等文件中做出规定，包括划分准确度等级的各项有关计量性能的要求及其允许误差范围。准确度等级只是一种表达形式，这些等级的划分仍然是以最大允许误差、引用误差等一系列数值来定量表述。,25,【准确度等级】诠释3,【准确度等级划分示例】电工测量仪表按准确度等级分类为0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0七级，具体地说，就是这些测量仪表以示值范围的上限(也称满刻度值)为引用值的引用误差。如1.0级指示仪表，其引用误差为1.0%FS(英文满刻度值FullScale的缩写)。称重传感器则是以最大允许误差来划分准确度等级的，如准确度代号为B级的称重传感器，当负荷m处于0m5000v时(v是传感器的检定分度值)，则其最大允许误差为0.35v。百分表准确度等级分为0，1，2三级，是以示值的最大允许误差来确定的。一等、二等标准水银温度计也是以其示值的最大允许误差来划分的。所以，准确度等级实质上是以测量仪器的误差来定量地表述测量仪器准确度的大小。,26,【准确度等级】诠释4,有些测量仪器没有准确度等级指标，测量仪器的性能是用示值的最大允许误差来表述。要注意，测量仪器的准确度、准确度等级、示值误差、最大允许误差等的概念及其含义是不同的。测量仪器的准确度是定性的概念，可用准确度等级、示值误差等来定量表述。特别要说明的是，准确度等级是测量仪器最主要的计量性能，人们关心的就是测量仪器是否准确可靠，如何来确定这一计量性能呢？通常就是用其他术语来定量表述。要注意区分测量仪器准确度和准确度等级的区别。准确度是表示测量仪器给出的测得量值与被测量真值之间的一致程度，既包含了测量仪器的误差也包含了环境条件等外界因素所带来的误差。准确度等级只是确定了测量仪器本身的计量性能要求，是测量仪器最具概括性的特性，它并不等于用该测量仪器进行测量时，所给出的测得量值的准确度高低。,27,第三节测量标准(1),测量标准measurementstandard标准etalon给定量定义的实现，具有确定的量值和测量不确定度，用作参照对象。【例1】具有标准测量不确定度为3g的1kg质量标准。【例2】具有标准测量不确定度为1的100标准电阻。【例3】具有标准测量不确定度为21015的铯频率标准。【例4】量值为7.072并具有标准测量不确定度为0.006的氢标准电极；【例5】每种溶液具有测量不确定度的有证量值的一组人体血清中的可的松参考溶液；【例6】分别为10种不同蛋白质的质量浓度提供具测量不确定度值的有证标准物质。,28,第三节测量标准(2),测量标准measurementstandard(续1)【注1】“给定量定义的实现”可以通过测量系统、实物量具或有证标准物质提供。【注2】测量标准通常作为参照对象用于为其它同类量确定测量值及其测量不确定度，从而，要通过其他测量标准、测量仪器或测量系统的校准，确立其计量溯源性。【注3】这里所用的“实现”是按最一般意义的，它表示了“实现”的三个方式。第一是定义的测量单位的物理实现，第二称“复现”，它不包含定义的测量单位的实现，而是基于物理现象建立可高度复现的测量标准，例如，使用稳频激光器建立米的测量标准；利用约瑟夫森效应建立伏特测量标准；利用量子霍尔效应建立欧姆测量标准。第三包括采用实物量具作为测量标准，它出现在1kg的测量标准的情况。【注4】测量标准的标准测量不确定度是用测量标准获得的测量结果的合成标准测量不确定度的一个分量（见ISO/IECGuide98-3:2008,2.3.4）。通常，该分量比合成标准测量不确度的其他分量小。,29,第三节测量标准(3),测量标准measurementstandard(续2)标准etalon【注5】测量值和测量不确定度必须在测量标准使用时确定。【注6】几个同类量或不同类量可以由一个装置实现，该装置通常也称测量标准。【注7】有时在英文中用“体现(embodiment)”这个词代替“实现(realization)”。【注8】在科学和技术中，英文“标准”这个词有两个不同的含义：一个是广泛采用的书面标准、技术规范、技术推荐或类似的文件（在法文中为“norme”,另一个是测量标准（法文中为“etalon”）。本词汇中指的是后一种。【注9】术语“测量标准”有时用于指其他计量工具，例如软件测量标准（见ISO5436-2）。,30,第三节测量标准(4),国际测量标准internationalmeasurementstandard国际协议签字承认的并旨在为全世界服务的测量标准。【例1】国际千克原器。【例2】绒(毛)膜促性腺激素，世界卫生组织(WHO)第4国际标准1999，75/589，650国际单位每一次用量的针剂。【例3】VSMOW2（地中海水维也纳标准）由国际原子能机构（IAEA）为不同稳定的同位素物质的量比率测量而发布。,31,第三节测量标准(5),国家测量标准nationalmeasurementstandard国家标准、国家基准nationalstandard由国家权威机构承认为国家或经济服务的，作为同类量的其它测量标准量值赋值依据的测量标准。在一个国家内作为其他测量标准定值的依据,32,第三节测量标准(6),参考测量标准referencemeasurementstandard参考标准，参照标准referencestandard在给定组织或给定地区内指定用于校准同类量其他测量标准的测量标准。工作测量标准workingmeasurementstandard工作标准workingstandard用于日常校准或检定测量仪器或测量系统的测量标准。【注1】工作测量标准通常用参考测量标准来校准。【注2】关系到“检定”时，有时也使用术语“核查标准”或“控制标准”。,33,第三节测量标准(7),标准物质referencematerial，RM参考物质特性充分均匀和稳定的物质，已确定适用于在测量或标称特性的检查方面预期的用途。【注1】标称特性的检查提供一个标称特性值及其不确定度。该不确定度不是测量不确定度。【注2】未赋值的标准物质可用于测量精密度控制，只有具有赋值的标准物质可用于校准或测量正确度控制。【注3】“标准物质”由包含了量以及标称特性的物质组成。,34,第三节测量标准(8),标准物质referencematerial，RM(续1)参考物质【例1】包含了量的标准物质的举例：a)声称为纯净的水，其动态粘性用以校准粘度计；b)未赋予固有胆固醇物质的量浓度量值的人体血清，仅用作测量精密度控制的物质。c)具有有说明了戴奥辛(一种致癌或致畸杂环族碳氢化合物)的质量分数的鱼网织物，用作校准器。【例2】具有标称特性的标准物质举例：a)指明一种或多种指定颜色的色图b)含有一种规定的核酸序列的DNA合成物c)含有19-雄(甾)烯二酮的尿,35,第三节测量标准(9),标准物质referencematerial，RM(续2)参考物质【注4】有时标准物质是与专制的装置合成一体的。【例1】装在三相点容器中已知三相点的物质。【例2】置于透射滤光器支架上的已知光学密度的玻璃【例3】安放在显微镜载玻片上尺寸一致的小球【注5】有些标准物质具有赋予的量值，这些量值计量溯源到制外单位的测量单位。如包含疫苗的物质是计量溯源到由世界卫生组织规定的国际单位(IU)。【注6】在给定的测量中，标准物质可能仅用于校准或质量保证。【注7】标准物质的技术规范应该包括其物质的追溯性，指出其由来和处理过程。【注8】ISO/REMCO有一个类似的定义，但用术语“测量过程”意指“检查”（ISO15189:2007,3.4），它包含了量的测量和标称特性的检查两个方面。,36,第三节测量标准(10),有证标准物质certifiedreferencematerial，CRM有证参考物质附有由权威机构发布的文件，并使用有效程序提供一个或多个指定的特性值及其测量不确定度和溯源性的标准物质。【例】具有胆固醇浓度赋值的人体血清及其在所附的证书中说明的测量不确定度，用作校准器或测量正确度控制的物质。【注1】“文件”是以“证书”的形式给出，（见ISOGuide30:2000）。【注2】制备及证明标准物质的程序如在ISOGuide34和ISOGuide35种给出。【注3】在定义中，“不确定度”包含了“测量不确定度”和标称特性值的“不确定度”两个含义，这样做是为了一致和连贯。“溯源性”既包含了量值的“计量溯源性”也包含“标称特性值的溯源性”。【注4】“有证标准考物质”的特定量值要求具有测量不确定度的计量溯源性。【注5】ISO/REMCO有一个类似的定义，但对于量和标称特性使用了不同的修饰词，分别为“metrological”和“metrologically”,37,第四节检定和校准(1),校准calibration(ISOGuide99)在规定条件下，首先确定由测量标准提供的带有测量不确定度的量值与对应的带有相关测量不确定度的示值之间的关系，然后利用这种信息确定由示值所得测量结果的关系的操作。【注1】校准可以用陈述、校准函数、校准图、校准曲线或校准表格等形式表示。某些情况下，可以包括对示值的带有不确定度的相加的或相乘的修正。【注2】校准不应与测量系统的调整(通常错误称作的“自校准”)相混淆，也不要与检定相混淆。【注3】通常只将上述定义中的第一步理解为实际校准。,38,第四节检定和校准(2),校准calibration(VIM-1993)在规定条件下，为确定由测量仪器或测量系统所指示的量值，或实物量具或参考物质所代表的量值，与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。【注1】校准结果即可给出被测量的示值，又可确定示值的修正值。【注2】校准也可确定其他计量特性，如影响量的作用。【注3】校准结果可以记录在校准证书或校准报告中。,旧标准的定义,39,第四节检定和校准(3),校准的含义是：(1)在规定条件下，用一个可参考的标准，对包括参考物质在内的测量器具的特性赋值，并确定其示值误差。(2)将测量器具所指示或代表的量值，按照校准链，将其溯源到标准所复现的量值。校准的目的是：(1)确定示值误差，并可确定是否在预期的允差范围内。(2)得出标称值偏差的报告值，可调整测量器具或对示值加以修正。(3)给任何标尺标记赋值或确定其他特性值，给参考物质特性赋值。(4)实现量值溯源性。校准的依据是校准规范或校准方法，可作统一规定也可自行制定。校准的结果记录在校准证书/校准报告中，也可以用校准因子或校准曲线等形式表示。,40,第四节检定和校准(4),计量器具的检定verification(VIML，OIMLV1:2000)查明和确认计量器具是否符合法定要求的程序，它包括检查、加标记和/或出具检定证书。【解释】检定具有法制性，其对象是法制管理范围内的计量器具。各国的管理制度不同，法制计量管理的范围也不同。1987年国家技术监督局发布的中华人民共和国依法管理的计量器具目录有12大类；同年国务院发布了中华人民共和国强制检定的工作计量器具检定管理办法中，附有强制检定的工作计量器具目录，即用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测4个方面的工作计量器具55项，国家计量局又发布了明细目录共111项。1999年增补了4项6种。,41,第四节检定和校准(5),【检定解释(续1)】从国际法制计量组织(OIML)的宗旨及其发布的国际建议看，其认定的法制计量管理范围基本上与我国的强制检定管理服务相当。随着我国经济技术和国际贸易的发展，今后将会强化计量检定的法制性，而大量的非强制检定的计量器具为达到统一量值的目的，将采用以校准为主要的形式。一个被检定过的计量器具，就是根据检定结果，已被授予法制特性的计量器具。强制检定应由法定计量检定机构或者授权的计量检定机构执行。此外，在我国，社会公用计量标准、部门和企业、事业单位的各项最高计量标准(参考标准)，要实施强制检定。,42,第四节检定和校准(6),【检定解释(续)】检定的依据是按法定程序审批的计量检定规程。我国计量法规定“计量检定必须按照计量检定系统表进行。国家计量检定系统表由国务院计量行政部门制定。计量检定必须执行计量检定规程。国家计量检定规程由国务院计量行政部门制定。没有国家计量检定规程的由国务院有关主管部门和省、自治区、直辖市人民政府计量行政部门分别制定部门计量检定规程和地方计量检定规程，并向国务院计量行政部门备案”。因此，任何企业和其他实体无权制定检定规程。检定结果必须作出合格与否的结论，并出具证书或加盖印记。直观地理解，可认为：检定检查(examination)加标记出证书检定员须经考核合格，并持有检定员证。原则上，检定分为首次检定和后续检定2类。,43,第四节检定和校准(7),首次检定initialverification对未曾检定过的新计量器具进行的一种检定。后续检定subsequentverification计量器具首次检定后的任何一种检定：(1)强制性周期检定。(2)修理后检定。(3)周期检定有效期内的检定，不论它是由用户提出请求，或由于某种原因使有效期内的封印失效而进行的检定。周期检定periodicverification按时间间隔和规定程序，对计量器具定期进行的一种后续检定。,44,第四节检定和校准(8),检定证书verificationceetificate证明计量器具已经过检定，并获满意结果的文件。【解释】检定证书是证明计量器具执行检定规程，对检定合格的器具所出具的证明文件，由检定机构签发。是检定结果最终认可的书面文件，具有法律效用。它证明该计量器具可以销售和使用。在调解、仲裁、审理、判定计量纠纷时，可以作为合格的法定依据。检定证书封面通常应写明器具名称、型号、准确度等级、制造厂、出厂编号、送检单位和检定合格的结论，应填写检定日期和有效期、检定机构名称、证书编号和加盖检定印章，有负责人、核验员、检定员的签名。应有内面格式，要求指出检定结果的表述要求，各项计量特性值及所用检定设备的测量不确定度、环境条件等。封面由国家计量行政部门统一规定，由各检定机构统一印制，内面格式由检定规程在附录中给出。,45,第四节检定和校准(9),不合格通知书rejectionnotice表明计量器具不符合有关法定要求的文件。【解释】对检定不合格的计量器具，由检定机构签发检定不合格通知书，它同样是具有法律效用的证明文件，也是对检定结果最终确认的什么文件。其封面内容与检定证书相同，只是给出检定不合格的结论。其内面格式通常与检定证书相同，有时要附加一些说明，尤其是对不合格项目予以具体说明或建议处理意见，一般在检定规程附录中提出有关要求。为与检定合格的检定证书明星区别，通常将不合格通知书印成黑色字体。封面由公务员计量行政部门统一规定，由各检定机构印制。,46,50,第五节测量仪器的误差表示(1),一、示值误差(1)示值是“由测量仪器或测量系统提供的量值”。其概念具有广泛性，诸如：指示式测量仪器的标尺上指示器所指示的量值(直接指示值或乘以测量仪器常数所得到的示值)；显示式测量仪器显示的数字；实物量具上标注的标称值；纪录式测量仪器记录装置上的记录所对应的被测量值等等。示值误差定义为：测量仪器示值xu减参考量值xs示值误差仪器示值xu参考量值xs当测量仪器接受高等级的测量标准检定或校准时，该标准复现的量值就是参考量值xs，也称作标准值/校准值/实际值。,51,第五节测量仪器的误差表示(2),一、示值误差(2)示值误差是测量仪器最主要的特性之一，其实质就是反映了测量仪器准确度的大小，是测量仪器准确度表述的一种形式，示值误差大则测量仪器的准确度低，示值误差小则测量仪器的准确度高。测量仪器的示值误差可用绝对值表示(这时示值误差与示值有相同的量纲)，也可用相对误差表示。确定示值误差是为了判定测量仪器是否合格，或为了获得其示值的修正值。,52,【示值误差】诠释1,【例1】被检电流表示值I为40A，用标准电流表检定，标准值I0为41A，则其示值误差II040A41A1A即电流表的示值比参考量值(标准值/实际值/校准值)小1A。【例2】标称值V为1000mL的量入式量筒，经标准玻璃量具检定，其容量标准值(实际值)V0为998mL，则其示值误差VV01000mL998mL2mL即量筒的示值比参考量值(标准值/实际值/校准值)大2mL。【例3】标称值L为10mm的量块，经检定其标准值(实际值)L0为10.1mm，则其示值误差LL010mm10.1mm0.1mm即量块的示值比参考量值(标准值/实际值/校准值)小0.1mm。,53,【示值误差】诠释2,要正确区分示值误差和修正值的概念。仪器示值的修正值是指“为清除或减小系统误差，用代数法加到未修正示值上的值，使其等于参考量值”。所以有仪器示值xu修正值参考量值xs即修正值示值误差或【示例】对于上述【例3】，考评员在现场问检定员：“该量块的修正值”是多少？检定员回答：“修正值为0.1mm”。【问题】如何理解并正确应用示值误差和修正值？【问题】回答错误。根据误差的定义和示值误差的含义，量块的示值误差为10mm10.1mm0.1mm，说明量块的标称值比参考量值(标准值/实际值/校准值)小了0.1mm，要在其标称值上加上0.1mm，量块的值才是准确的。所以其修正值为0.1mm,54,第五节测量仪器的误差表示(3),一、示值误差(3)1.用绝对误差表示示值误差其计算公式为xxs式中，用绝对误差表示的示值误差；x测量仪器的示值；xs参考量值/标准值/实际值。,55,【示例】,标称值为100的标准电阻器，用高一级电阻计量标准进行校准，它提供的校准值为xs100.02，则该标准电阻器的示值误差为标称值x校准值xs0.02示值误差是有符号有单位的量值，其计量单位与测量仪器示值的单位相同，可能是正值也可能是负值。它表明仪器的示值是大于还是小于标准值。当示值误差为正值时，正号可以忽略。当示值误差是多次测量的平均值计算得到时，示值误差是该测量仪器系统误差的估计值。如果需要对测量仪器的示值进行修正时，则修正值C用下式计算：修正值C示值误差或C,56,第五节测量仪器的误差表示(4),一、示值误差(4)2.用相对误差表示示值误差其计算公式为式中，用绝对误差表示的示值误差；x测量仪器的示值；xs参考量值/标准值/实际值。【注】示值误差绝对值较小时，可以使用后一个公式计算相对示值误差，这时可用示值x代替标准值xs。绝对误差的量纲与被测量相同，相对误差是无量纲的量。,57,采用相对误差的优点(1),当被测量值相近时，通常用绝对误差进行测量水平的比较更方便。当被测量值相差较大时，用相对误差进行比较更有效。例如测量标称值为10.2mm的甲棒长度时得到的实际值为10.0mm，其示值误差0.2mm；而标称值为100.2mm的乙棒长度时得到的实际值为100.0mm，其示值误差0.2mm。它们的绝对误差虽然相等，但是乙棒长度是甲棒的10倍左右，显然，要比较或反映两者的测量水平，需要使用相对误差。即0.2/10.0=2%，而0.2/100.0=0.2%，所以乙棒比甲棒更准确。或者用数量级表示为2102，而2103，从而反映出后者的测量水平高于前者一个数量级。,58,采用相对误差的优点(2),另外，在某些场合下应用相对误差还有方便之处。例如，已知质量流量计的相对误差为，用它测量流量为Q(kg/s)的某管道所通过的流体质量及其误差。经过时间T(s)之后，流过的流体质量为QT(kg)，故其绝对误差为QT(kg)。所以，质量的相对误差仍然为QT/(QT)，而与时间T无关。相对误差表示绝对误差所占参考量值的百分比，它也可用数量级来表示所占的份额或比例，即表示为,59,标称值为100的标准电阻器，其绝对误差为0.02，其相对误差如何计算？【解】因为标准电阻器的绝对误差很小，故可以用其标称值代替校准值。所以，相对误差计算如下相对误差同样有正号或负号，但由于它是一个相对量，一般没有单位(即量纲为1)，常用百分数表示，有时也用其他形式表示(如m/)。,【示例】,60,第五节测量仪器的误差表示(5),一、示值误差(5)3.用引用误差表示示值误差引用误差是“测量仪器示值绝对误差与该仪器的特定值之比”。特定值又称引用值(xN)，通常是仪器测量范围的上限值(或称满刻度值)或量程。引用误差f的计算公式为相对误差同样也有正号或负号，它也是一个相对量，一般没有单位(即量纲为1)，常用百分数表示，有时也用其他形式表示(如m/)。测量仪器用引用误差形式表示最大允许误差时，仪器在不同示值上用绝对误差表示的最大允许误差相同是一个固定值,61,通常，电流表的准确度等级是按引用误差规定的。例如1级电流表，表明该表以引用误差表示的最大允许误差为1%。现在有一个0.5级电流表，它的测量上限为100A，试问用该电流表测量50A时，用绝对误差和相对误差表示的最大允许误差各是多大？【解】(1)已知该电流表为0.5级，表明其引用误差为f0.5%。因