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精度是测量值与真实值的接近程度。 包含精度、准确度和准确度三个方面。 在检测仪器行业中,不确定度(很多人称它为精密度,故以下称精密度)是仪器最重要的指标之一,不确定度指标有不同的表示方式。
不确定性指标是指仪器测量值的可能范围,即估计的误差范围。 读数精度:与测量值成正比的误差。 满量程(Full Range)精度:与量程成正比的误差,表示为固定误差(即参考误差:是相对于仪器满量程的误差,测量的绝对误差与仪表的满量程值,称为仪表的参考误差,常用百分数表示。
满量程精度通常用于压力测试。 两台压力测试仪,最大量程10MPa。 一个是读数精度的 1%,另一个是满量程精度的 1%。 两者有什么区别?
首先介绍两种误差表示方法,一种是绝对误差(测量值与真实值的差值),另一种是相对误差(一般来说,相对误差更能反映数据的可信度)测量的相对误差等于测量值减去真值之差的绝对值除以真值再乘以百分之一百)。 绝对误差是测量值与标准值(估计真值)之差; 相对误差是绝对误差与标准值的比值。 例如,测量值为100精密压力表量程,其绝对误差为1,则相对误差为1/100,即1%。 再比如,如果测量值为50,绝对误差为0.5,则相对误差为0.5/50,即1%。 测量的好坏只能用相对误差来表示,所以通常用相对误差来评价测量结果和测量仪器。
如果不确定性以相对误差的形式给出,您马上就会知道最终测量值是多少。 如果给定绝对误差,最后的不确定度还需要计算才能知道。 这可以在解释读数精度和满量程精度的实际示例中清楚地看出。 弄清楚相对误差和绝对误差后,我们就可以很容易地了解读数精度和满刻度精度。 所谓读数精度用相对误差表示,而满量程精度用参考误差或绝对误差表示。
以上面提到的例子为例,这两种压力测试仪的最大量程都是10MPa。 一个是读数的 1%,另一个是满量程的 1%。 两者有什么区别? 仪表用读数精度表示的绝对误差随测量值的变化而变化,而相对误差则保持不变。 测10MPa时,其相对误差为1%,测7MPa时,仍为1%,以此类推。 满量程精度所代表的仪表的不确定度是参考误差,即绝对误差。 它是一个常数值,即百分比误差乘以满刻度值的值。 本例中为±1%×10MPa,也就是±0.1MPa。 虽然此估计误差对于所有测量都是相同的,但相对误差随测量而变化。 正如刚才所介绍的,只有相对误差才能表示测量的好坏,因此,总是需要将绝对误差转换为相对误差。 当测试值为7Mpa时,绝对误差仍为0.1MPa,则相对误差为0.1MPa/7MPa,1.4%。
如果指定一台仪器的精度为读数的 0.01%,则指定另一台仪器的精度为满刻度的 0.01%。 现将两种精度表示在不同测量值下的精度(相对误差)列于表格中精密压力表量程,让大家一目了然两者的区别。
从表中可以看出,两种表示法在满刻度下是一样的。 但当测量值开始减小时,使用读数精度的仪表的测量不确定度将保持不变,而使用满量程精度的仪表的测量不确定度会随着测量值的减小而增加。 不确定性在 50% 的范围内加倍,在 10% 的范围内增加 10 倍。 不确定性从满量程的 1/10000 变为 1/1000。
需要注意的一件事是,没有压力传感器在其整个范围内总是同样准确。 因此,读数精度的表示受到一定范围的限制。 以10MPa压力测试仪为例,其指标为读数的0.01%,对应范围为10%~100%,即1MPa~10MPa。 1MPa以下的指标通常单独给出。 无论哪种方式,在远低于最大范围的非常小的压力下,精度都会大大降低,因此需要选择一个额外的传感器来覆盖较低的压力范围。
综上所述,使用读数精度基本上就是测量时得到的实际精度,所以非常容易理解。 但使用满量程精度需要计算并换算成相对误差(即读数精度)才能知道在每个测量值上得到的实际精度。 福禄克的压力校准产品主要以读数精度来表示,表示方式是一定压力范围内的读数精度。 例如读数的 0.02%,量程的 10% 到 100%。 用户可以快速清楚地了解测量时实际得到的不确定度是多少。
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