評(píng)定試驗(yàn)機(jī)計(jì)量特性的相關(guān)術(shù)語(yǔ)  
 

評(píng)定試驗(yàn)機(jī)計(jì)量特性的相關(guān)術(shù)語(yǔ) 隨著性自由貿(mào)易的發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，已經(jīng)導(dǎo)致消費(fèi)者

或用戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的期望愈來(lái)愈高。各生產(chǎn)廠/商都希望所生產(chǎn)的產(chǎn)品滿足顧客的要求，從而擁有足夠的

市場(chǎng)，保證自己的生產(chǎn)和發(fā)展。顧客的要求通常表征為標(biāo)準(zhǔn)，如試驗(yàn)機(jī)的評(píng)定必須依據(jù)相應(yīng)的檢定規(guī)程

、校準(zhǔn)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及其他相關(guān)的技術(shù)文件。因此，認(rèn)識(shí)和掌握評(píng)定試驗(yàn)機(jī)計(jì)量特性的相關(guān)計(jì)量術(shù)語(yǔ)

及定義是很有必要的。根據(jù)JJF1001-1998《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》和JJF1094-2002《測(cè)量?jī)x器特性評(píng)定

》，結(jié)合評(píng)定試驗(yàn)機(jī)時(shí)常遇到的計(jì)量特性術(shù)語(yǔ)談?wù)勛约旱睦斫狻?1． 測(cè)量范圍（工作范圍） 測(cè)量?jī)x器

的誤差處在規(guī)定的極限內(nèi)的一組被測(cè)量的值 測(cè)量范圍也可稱為工作范圍，它是指測(cè)量?jī)x器的誤差處于規(guī)

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

須正確區(qū)別示值范圍、量程、標(biāo)稱范圍和測(cè)量范圍的概念。 1． 1值范圍是指測(cè)量?jī)x器標(biāo)尺或顯示裝置

所能指示的范圍，可用標(biāo)在標(biāo)尺或顯示器上的單位表示。如100kN材料試驗(yàn)機(jī)中就有0～20kN、0～

50kN、0～100kN三個(gè)示值范圍；對(duì)于電子試驗(yàn)機(jī)，則其示值范圍按顯示器上的單位由數(shù)字位數(shù)來(lái)決

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

50k、0～100kN）。 1．2標(biāo)稱范圍是對(duì)測(cè)量?jī)x器整體而言，通常用被測(cè)量的單位表示。標(biāo)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(biāo)稱范圍一般只用上限表明，例如0～100kN的

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

值和下限值之差的模，這里所說(shuō)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(yàn)機(jī)標(biāo)稱范圍為100kN，則其量程為│100-0│，即為100kN。引

入量程的概念，一個(gè)主要用途是可以方便地測(cè)量?jī)x器的引用誤差，在計(jì)算引用誤差時(shí)需要確定一個(gè)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(zhǔn)確度為1級(jí)的電壓表，其標(biāo)稱

范圍分別為－10～＋10V，0～20V ，＋10～＋30V ，這時(shí)如按標(biāo)稱范圍去比較，會(huì)感到得不到要領(lǐng)，而

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

同的。 1．4測(cè)量范圍是指能保證規(guī)定準(zhǔn)確度，滿足誤差在規(guī)定極限內(nèi)的量值范圍。如一臺(tái)1級(jí)100kN電子

試驗(yàn)機(jī)在1%～100%量值范圍內(nèi)均符合1級(jí)準(zhǔn)確度有關(guān)指標(biāo)要求，測(cè)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(cè)量?jī)x器響應(yīng)的變化除以對(duì)應(yīng)的激勵(lì)變化 靈敏度是

反映測(cè)量?jī)x器被測(cè)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(yīng)

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

出量）改變很大，則該測(cè)量?jī)x器的靈敏度就高。對(duì)于電子材料試驗(yàn)機(jī)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(shù)式中的K叫傳遞系數(shù)，當(dāng)響應(yīng)y與激勵(lì)x是同一種量時(shí)，又

叫放大系數(shù)。對(duì)于非線性的測(cè)量?jī)x器，則靈敏度宜表示為：S=dy/dx=f(x) 這時(shí)靈敏度隨激勵(lì)變化而變化

，它是一個(gè)變量，它與激勵(lì)值有關(guān)。靈敏度是測(cè)量?jī)x器中一個(gè)十分重要的計(jì)量特性，它是反映測(cè)量?jī)x器

準(zhǔn)確度的重要指標(biāo)。但有時(shí)靈敏度并不是越高越好，為了方便讀數(shù)，使示值處于穩(wěn)定，還需要特意地降

低靈敏大小。 2．2鑒別力[閾] 使測(cè)量?jī)x器產(chǎn)生未察覺的響應(yīng)變化的zui大激勵(lì)變化，這種激勵(lì)變化應(yīng)緩

慢而單調(diào)地進(jìn)行。 它是指當(dāng)測(cè)量?jī)x器在某一示值給以一定的輸入，這種激勵(lì)變化緩慢從單方向逐步增加

，當(dāng)測(cè)量?jī)x器的輸出產(chǎn)生可覺察的響應(yīng)變化時(shí)，此輸入的激勵(lì)變化稱為鑒別力閾，也可簡(jiǎn)稱鑒別力，同

樣可在反行程進(jìn)行。例如1臺(tái)500N電子拉力試驗(yàn)機(jī)在顯示屏末尾數(shù)產(chǎn)生可覺察變動(dòng)的zui小負(fù)荷變化為0.1N

，則此試驗(yàn)機(jī)的鑒別力閾為0.1N。為了準(zhǔn)確地得到其鑒別力閾值，則激勵(lì)的變化（輸入量的變化）應(yīng)緩

慢，同時(shí)應(yīng)在同一行程上進(jìn)行，以消除慣性或內(nèi)部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的間隙和摩擦。通常一臺(tái)測(cè)量?jī)x器其鑒別力

閾還應(yīng)在標(biāo)尺的上、中、下不同示值范圍正反向行程進(jìn)行測(cè)定，則其鑒別力閾值是不同的，則可按其zui

大的激勵(lì)變化來(lái)表示測(cè)量?jī)x器鑒別力閾值。鑒別力閾有時(shí)人們也可習(xí)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(qū)別和關(guān)系。這是兩個(gè)概念，靈敏度是被測(cè)量（輸入量）變化引起了

測(cè)量器具示值（輸出量）變化程度；鑒別力閾是引起測(cè)量?jī)x器示值（輸出量）可覺察變化時(shí)被測(cè)量（輸

入量）的zui小變化值，是指使測(cè)量?jī)x器指針移動(dòng)（或末尾數(shù)變化）所要輸入的zui小量值。但二者是相關(guān)

的，靈敏度越高，其鑒別力閾越??；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(duì)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(biāo)尺分度值的1/2～1/10，即用肉眼可以分辨到一個(gè)分度值的1/2～1/10；對(duì)于數(shù)字式顯

示裝置的分辨為末位數(shù)字的一個(gè)數(shù)碼，對(duì)半數(shù)字式的顯示裝置的分辨力為末位數(shù)字的一個(gè)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(jiǎn)稱為分辨力。 要區(qū)別分辨力和鑒別力閾的概念，不要把

二者相混淆。因?yàn)殍b別力閾是須在測(cè)量?jī)x處于工作狀態(tài)時(shí)通過實(shí)驗(yàn)才能評(píng)估和確定數(shù)值，它說(shuō)明響應(yīng)的

覺察變化所需的zui小激勵(lì)值。而分辨力是只須觀察顯示裝置，即使是一臺(tái)不工作的測(cè)量?jī)x即可確定，是

說(shuō)明zui小示值差的辨別能力。分辨力高可以減低讀數(shù)誤差，從而減少由于讀數(shù)誤差引起的對(duì)測(cè)量結(jié)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(biāo)尺間距，要規(guī)定刻線和指針寬度，要規(guī)定

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

在下期繼續(xù)刊登本文的下篇：3．測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度和準(zhǔn)確度等級(jí) 4．測(cè)量?jī)x器的 [示值] 誤差、zui大允

許誤差。