灵敏度(四)灵敏度测量仪器响应的变化除以对应的激励变化，称为灵敏度。它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，用被观察变量的增量(即响应或输出量)与相应被测量的增量(即激励或输入量)之商来表示。如果被测量变化很小，而引起的示值改变(输出量)很大，则该测量仪器的灵敏度很高。灵敏度是测量仪器重要的计量特性之一，其值应与测量目的相适应，并不是越高越好。(五)分辨力显示装置能有效辨别的最小的示值差，称为显示装置的分辨力，或简称为分辨力。它是指显示装置中对其最小示值的辨别能力。模拟式显示装置的分辨力，通常为标尺分度值的一半，即用肉眼可以分辨到一个分度值的1/2。对于数字式显示装置，其分辨力为末位数字的一个数码。对半数字式的显示装置，其分辨力为末位数字的一个分度。显然，分辨力高可以降低读数误差，从而减少由于读数误差引起的对测量结果的影响。例题：对于数字式显示装置，其分辨力为末位数字一个数码的（ ）。A1/2 B1倍 C1/4 D2倍答案：B(六)稳定性和漂移稳定性通常是指测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力。若稳定性不是对时间而言，而是对其他量而言，则应予明确说明。稳定性通常用以下两种方式定量地表征：(1)计量特性变化某个规定的量所经历的时间；(2)计量特性经过规定的时间所发生的变化量。例如：标准电池对其长期稳定性(电动势的年变化幅度)和短期稳定性(电动势在35天内的变化幅度)分别提出了明确的要求；量块的稳定性，则以规定长度每年的允许最大变化量(微米年)进行考核。对于测量仪器，尤其是测量标准或某些实物量具，稳定性是重要的计量特性之一。测量仪器产生不稳定的因素很多，主要原因是元器件的老化、零部件的磨损，以及使用、储存、维护工作不细致等所致。对测量仪器进行周期检定或定期校准，就是对其稳定性的一种考核。漂移是测量仪器计量特性的慢变化。它反映了在规定的条件下，测量仪器计量特性随时间的慢变化，诸如在几分钟、几十分钟或几小时内，保持其计量特性恒定的能力。例如：测量仪器在规定时间内的零点漂移，线性测量仪器静态特性随时间变化的量程漂移。漂移往往是由于温度、压力、湿度等外界变化所致，或由于仪器本身性能的不稳定所致。测量仪器使用前采取预热、预先在实验室内放置一段时间与室温等温，就是减少漂移的一些措施。例题：（ ）是指测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力。A灵敏度 B分辨力 C稳定性 D漂移答案：C测量仪器的选用原则三、测量仪器的选用原则选用测量仪器应从技术性和经济性出发，使其计量特性(如最大允许误差、稳定性、测量范围、灵敏度、分辨力等)适当地满足预定的要求，既要够用，又不过高。(一)技术性在选择测量仪器的最大允许误差时，通常应为测量对象所要求误差的1/31/5，若条件不许可，也可为1/2，当然此时测量结果的置信水平就相应下降了。在选择测量仪器的测量范围时，应使其上限与被测量值相差不大而又能覆盖全部量值。在选择灵敏度时，应注意灵敏度过低会影响测量准确度，过高又难于及时达到平衡状态。在正常使用条件下，测量仪器的稳定性很重要，它表征测量仪器的计量特性随时间长期不变的能力。一般来说，人们都要求测量仪器具有高的可靠性；在极重要的情况下，比如在核反应堆、空间飞行器中，为确保万无一失，有时还要选备两套相同的测量仪器。在选择测量仪器时，应注意该仪器的额定操作条件和极限条件。这些条件给出了被测量值的范围、影响量的范围以及其他重要的要求，以使测量仪器的计量特性处于规定的极限之内。此外，还应尽量选用标准化、系列化、通用化的测量仪器，以便于安装、使用、维修和更换。(二)经济性测量仪器的经济性是指该仪器的成本，它包括基本成本、安装成本及维护成本。基本成本一般是指设计制造成本和运行成本。对于连续生产过程中使用的测量仪器，安装成本中还应包括安装时生产过程的停顿损失费(停机费)。通常认为，首次检定费应计入安装成本，而周期检定费应计入维护成本。这就意味着，应考虑和选择易于安装、容易维修、互换性好、校准简单的测量仪器。测量准确度的提高，通常伴随着成本的上升。如果提出过高的要求，采用超越测量目的的高性能的测量仪器，而又不能充分利用所得的数据，那将是很不经济，也是毫无必要的。此外，从经济上来说，应选用误差分配合理的测量仪器来组成测量装置。例题在选择测量仪器的最大允许误差时，通常应为测量对象所要求误差的（ ）。A1/31/2 B1/21 C1/51/3 D1/101/5答案：C四、测量结果、测量误差和测量结果修正(一)测量结果测量结果是按规定的测量程序所获得的量值。测量结果可以是观测值本身，也可以是根据几个观测值通过计算的结果，可以要求按适用的标准进行修正。(二)测量误差测量结果与真值的差，称为测量误差。约定真值是对于给定目的，赋予一个量的可用于替代其真值的值。真值从本质上说是不能确定的。但可以将通过校准或检定得出的某特定量的值，或由更高准确度等级的测量仪器测得的值，或多次测量的结果所确定的值，作为该量的约定真值。测量结果的误差往往是由若干个分量组成的，这些分量按其特性可分为随机误差与系统误差两大类，测量误差是随机误差和系统误差之和。和指代数和。测量误差=测量结果-真值=(测量结果-总体均值)+(总体均值-真值)=随机误差+系统误差随机误差表示为在对同一量的多次测量结果中，结果以不可预测的形式变化。随机误差不可能被修正。系统误差表示为在对同一量的多次测量结果中，结果保持常量或以一种可预测的形式的变化。系统误差可以对测量结果进行修正。(三)测量结果修正对系统误差尚未进行修正的测量结果，称为未修正结果。当由测量仪器获得的只是单个示值时，该示值通常是未修正结果；而当获得几个示值时，未修正结果通常由这几个示值的算术平均值求得。对系统误差进行修正后的测量结果，称为已修正结果。用代数方法与未修正测量结果相加，以补偿其系统误差的值，称为修正值。真值=测量结果+修正值=测量结果误差需要强调指出的是：系统误差可以用适当的修正值来估计并予以补偿，但这种补偿是不完全的，也即修正值本身就含有不确定度。当测量结果以代数和的方式与修正值相加之后，其系统误差的绝对值会比修正前的小，但不可能为零，也即修正值只能对系统误差进行有限程度的补偿。例题（ ）可以用适当的修正值来估计并予以补偿。A.随机误差 B. 系统误差 C. 总体均值 D. 约定真值答案：B测量准确度五、测量准确度(一)测量准确度测量准确度是指测量结果与被测量真值之间的一致程度。准确度包括正确度和精密度两个概念。测量方法的准确度既可用于评估一种测量方法，也是比较和评定使用这种测量方法的不同实验室水平的重要依据。(二)正确性正确度是准确度的一部分，它指的是大量测量结果的（算术）平均值与真值或接受参照值之间的一致程度。正确度通常用偏移，即测量结果的期望值与真值或接受参照值之差来表示。（三）精密度精密度是准确度的另一个组成部分，指在规定条件下，独立测量结果之间的一致程度。最重要的精密度的度量是重复性和再现性。重复性和再现性是精密度的两个极端值，分别对应于两种极端的测量条件：前者表示的是几乎相同的测量条件（称为重复性条件），重复性衡量的是测量结果的最小差异；后者表示的是完全不同的条件（称为再现性条件），衡量的是测量结果的最大差异。此外，还可以考虑介于中间状态条件的中间精密度条件。例题测量结果与被测量真值之间的一致程度，称为（ ）。A测量准确度 B测量精密度 C测量正确度 D测量精确度答案：A(四)重复性重复性是在重复性条件的精密度。重复性条件包括：(1)相同的测量程序或测试方法；(2)同一操作员；(3)在同一条件下使用的同一测量或测试设施；(4)同一地点（实验室）；(5)在短时间间隔内的重复。重复性可以用测量结果的离散程度来定量表示，例如重复性标准差、重复性方差、重复性变异系数、重复性临界差与重复性限等。(五)再现性再现性是在再现性条件的精密度。GB/T6379.1-2004中再现性条件是指由不同的操作员按相同的方法，使用不同的测试或测量设施，在不同的地点（实验室），对同一测试/测量对象进行观测以获得独立测试/测量结果的观测条件。也就是说，与重复性条件相比，除所使用的测试/测量方法和程序相同外，其他条件都可以改变。在计量领域，再现性有时也称复现性，且再现性条件与GB/T6379.1-2004所指范围有所不同：最极端的可以容许按不同的测量方法和程序，有时则限于只有其中一部分条件发生改变。在此情形下给出再现性时，应详细地说明测量条件改变的情况，包括：测量方法与程序、地点（实验室）、操作员、测量仪器等（包括校准）及测量时间的间隔等。这些内容可以改变其中一项、多项或全部。当这些条件中只有部分变化时，则称为“中间精密度条件”。再现性可以用测量结果的离散程度来定量表示，例如用再现性标准差、再现性方差、再现性变异系数、再现性临界差与再现性限等。