評定試驗機計量特性的相關術語

評定試驗機計量特性的相關術語  
 

評定試驗機計量特性的相關術語 隨著性自由貿易的發展，市場競爭的加劇，已經導致消費者

或用戶對產品質量的期望愈來愈高。各生產廠/商都希望所生產的產品滿足顧客的要求，從而擁有足夠的

市場，保證自己的生產和發展。顧客的要求通常表征為標準，如試驗機的評定必須依據相應的檢定規程

、校準規范、技術標準及其他相關的技術文件。因此，認識和掌握評定試驗機計量特性的相關計量術語

及定義是很有必要的。根據JJF1001-1998《通用計量術語及定義》和JJF1094-2002《測量儀器特性評定

》，結合評定試驗機時常遇到的計量特性術語談談自己的理解。 1． 測量范圍（工作范圍） 測量儀器

的誤差處在規定的極限內的一組被測量的值 測量范圍也可稱為工作范圍，它是指測量儀器的誤差處于規

定的極限范圍內的這一被測量的示值范圍，既這一被測量的zui大值和zui小值之差稱為測量范圍。這里必

須正確區別示值范圍、量程、標稱范圍和測量范圍的概念。 1． 1值范圍是指測量儀器標尺或顯示裝置

所能指示的范圍，可用標在標尺或顯示器上的單位表示。如100kN材料試驗機中就有0～20kN、0～

50kN、0～100kN三個示值范圍；對于電子試驗機，則其示值范圍按顯示器上的單位由數字位數來決

定，有的是一個示值范圍（如0～100kN），有的是多個示值范圍（如0～5kN、0～10kN、0～20kN、0～

50k、0～100kN）。 1．2標稱范圍是對測量儀器整體而言，通常用被測量的單位表示。標稱范圍通常用

它的上限和下限表明，例如100℃～200℃；若下限為零，標稱范圍一般只用上限表明，例如0～100kN的

標稱范圍可表示為100kN。很多儀器實際上標稱范圍和示值范圍是相同的。 1．3量程是指標稱范圍上限

值和下限值之差的模，這里所說的模是指其值。例如，溫度下限為－30℃，其上限為＋80℃，則其

量程為│80-（-30）│即為110℃；某試驗機標稱范圍為100kN，則其量程為│100-0│，即為100kN。引

入量程的概念，一個主要用途是可以方便地測量儀器的引用誤差，在計算引用誤差時需要確定一個儀器

的特定值，該特定值一般稱為引用值，通常量程就是這引用值。如有三塊準確度為1級的電壓表，其標稱

范圍分別為－10～＋10V，0～20V ，＋10～＋30V ，這時如按標稱范圍去比較，會感到得不到要領，而

用量程去計算其引用誤差，則其引用誤差為20V×1%=±0.20V，可見雖然標稱范圍不同，但其準確度是相

同的。 1．4測量范圍是指能保證規定準確度，滿足誤差在規定極限內的量值范圍。如一臺1級100kN電子

試驗機在1%～100%量值范圍內均符合1級準確度有關指標要求，測量范圍為1～100kN。 2．靈敏度、

鑒別力 [閾] 和 [顯示裝置的] 分辨力 2．1靈敏度 測量儀器響應的變化除以對應的激勵變化 靈敏度是

反映測量儀器被測量（輸入）變化引起儀器示值（輸出）變化的程度。它用被觀察變量的增量，即響應

（輸入量）與相應被測量的增量即激勵（輸入量）之商來表示。如被測量變化很小，而引起的示值（輸

出量）改變很大，則該測量儀器的靈敏度就高。對于電子材料試驗機使用的力傳感器和位移傳感器

均為線性的，其靈敏度S為： S=△y/△x=K=常數式中的K叫傳遞系數，當響應y與激勵x是同一種量時，又

叫放大系數。對于非線性的測量儀器，則靈敏度宜表示為：S=dy/dx=f(x) 這時靈敏度隨激勵變化而變化

，它是一個變量，它與激勵值有關。靈敏度是測量儀器中一個十分重要的計量特性，它是反映測量儀器

準確度的重要指標。但有時靈敏度并不是越高越好，為了方便讀數，使示值處于穩定，還需要特意地降

低靈敏大小。 2．2鑒別力[閾] 使測量儀器產生未察覺的響應變化的zui大激勵變化，這種激勵變化應緩

慢而單調地進行。 它是指當測量儀器在某一示值給以一定的輸入，這種激勵變化緩慢從單方向逐步增加

，當測量儀器的輸出產生可覺察的響應變化時，此輸入的激勵變化稱為鑒別力閾，也可簡稱鑒別力，同

樣可在反行程進行。例如1臺500N電子拉力試驗機在顯示屏末尾數產生可覺察變動的zui小負荷變化為0.1N

，則此試驗機的鑒別力閾為0.1N。為了準確地得到其鑒別力閾值，則激勵的變化（輸入量的變化）應緩

慢，同時應在同一行程上進行，以消除慣性或內部傳動機構的間隙和摩擦。通常一臺測量儀器其鑒別力

閾還應在標尺的上、中、下不同示值范圍正反向行程進行測定，則其鑒別力閾值是不同的，則可按其zui

大的激勵變化來表示測量儀器鑒別力閾值。鑒別力閾有時人們也可習慣稱為靈敏度閾或靈敏限，是同一

概念。 要注意靈敏度和鑒別力閾的區別和關系。這是兩個概念，靈敏度是被測量（輸入量）變化引起了

測量器具示值（輸出量）變化程度；鑒別力閾是引起測量儀器示值（輸出量）可覺察變化時被測量（輸

入量）的zui小變化值，是指使測量儀器指針移動（或末尾數變化）所要輸入的zui小量值。但二者是相關

的，靈敏度越高，其鑒別力閾越小；靈敏度越低，其鑒別力閾越大。 2．3 [顯示裝置的] 分辨力 顯示

裝置能有效辨別的zui小的示值差。 分辨力是指顯示裝置中對其zui小示值差的辨別能力。通常模擬式顯示

裝置的分辨力為標尺分度值的1/2～1/10，即用肉眼可以分辨到一個分度值的1/2～1/10；對于數字式顯

示裝置的分辨為末位數字的一個數碼，對半數字式的顯示裝置的分辨力為末位數字的一個分度。此概念

也可以適用記錄式儀器。顯示裝置的分辨力可簡稱為分辨力。 要區別分辨力和鑒別力閾的概念，不要把

二者相混淆。因為鑒別力閾是須在測量儀處于工作狀態時通過實驗才能評估和確定數值，它說明響應的

覺察變化所需的zui小激勵值。而分辨力是只須觀察顯示裝置，即使是一臺不工作的測量儀即可確定，是

說明zui小示值差的辨別能力。分辨力高可以減低讀數誤差，從而減少由于讀數誤差引起的對測量結果的

影響。要提高分辨力，往往有很多因素，如指示儀器可增大標尺間距，要規定刻線和指針寬度，要規定

指針和度盤間的距離等等；對于數字式顯示裝置要增加有效位數。（連載未完，待續） 編者按：我們將

在下期繼續刊登本文的下篇：3．測量儀器的準確度和準確度等級 4．測量儀器的 [示值] 誤差、zui大允

許誤差。