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壓力表讀數精度與滿量程精度的差別

壓力表讀數精度與滿量程精度的差別
一、儀器精度概述
1、在測試儀器行業,不確定度(很多人稱之為精度)是儀器的一個最重要指標之一。不確定度指標是指儀器測量值的可能范圍,也就是估計的誤差范圍。
2、誤差的類型
A、與測量值成比例的誤差
B、與測量值大小無關的固定誤差
3、一般儀器的指標是兩種誤差之和。
二、滿量程精度
通常人們希望僅有與測量值成比例的誤差,讀數(Reading)精度就是指這種誤差。如果儀器僅用固定誤差表示指標的叫做引用誤差,滿量程(Full Range)精度就是指這種誤差。在壓力測試(通常稱為表)中常使用滿量程精度。
三、讀數精度和滿量程精度的區別
讀數精度就是用相對誤差表示。而滿量程精度是用引用誤差或絕對誤差表示。
1、相對誤差:是絕對誤差和標準值的比值;
2、絕對誤差:是測量值與標準值(估計真值)之差;
3、通過相對誤差才能表示出測量的質量,所以通常評價測量結果和測量儀器都使用相對誤差。如果不確定度給出的是相對誤差,馬上就知道最后測量結果究竟如何。如果是給出的是絕對誤差,最后的不確定度需要進行計算才能知道。
4、舉例:兩個壓力測試儀,最大量程都是10MPa。一個讀數精度是1%,另一個滿量程精度是1%。二者有何區別?
以讀數精度表示的儀器,其絕對誤差隨測量值變化,而相對誤差不變。在測量10MPa 時,其相對誤差就是1%,測量7MPa 時還是1%,以此類推。而以滿量程精度表示的儀器,其不確定度是引用誤差,也就是絕對誤差,它是一個恒定值,是百分比數誤差乘以滿量程的數值,本例中就是±1% x 10MPa,也就是±0.1MPa。而這個估計誤差對所有測量值都是一樣的,而相對誤差隨測量值變化而變化。如剛才介紹,只有相對誤差才能表示出測量的質量,因此,總是要把絕對誤差換算為相對誤差。當測試值是7Mpa 時,絕對誤差還是0.1MPa,那么相對誤差就是0.1MPa/7MPa1.4%
5、如果一臺儀器的指標是讀數精度 0.01%,另一臺儀器的指標是滿量程精度0.01%

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10Mpa傳感器,相對誤差

0.01%讀數

0.01%滿量程

10Mpa

0.01%

0.010%

7 Mpa

0.01%

0.0143%

5 Mpa

0.01%

0.020%

3 Mpa

0.01%

0.033%

1 Mpa

0.01%

0.100%


從表中可以看出,在滿量程時兩種表示方式是一樣的。但是當測量值開始降低時,使用讀數精度的儀器的測量不確定度將保持不變,而使用滿量程精度的儀器的測量不確定度隨測量值下降而下降。在50%量程時不確定度增加一倍,10%量程時就相差10 倍。不確定度從滿量程時的萬分之一的變成了千分之一。
有一點要說明的是,沒有一個壓力傳感器在全部量程范圍永遠保持同樣的準確。因此讀數精度的表示都有一定的范圍所限制。還以10MPa 的壓力測試儀為例,其指標為0.01%讀數,對應范圍為10%100%的量程,也就是從1MPa 10MPa。低于1MPa 的指標通常會另外給出。不論是哪種表示方式,在遠低于最大量程的很小壓力時,精度都會大大降低,因此需要選擇另外的傳感器來覆蓋更低的壓力范圍。
綜上所述,使用讀數精度就基本是測量時獲得的實際精度,因此非常容易理解。而使用滿量程精度需要進行計算轉換為相對誤差后(也就是讀數精度)才能知道在每個測量值上實際獲得的精度。有些壓力校準產品主要是以讀數精度來表示的,表示的方式是在某個壓力范圍的讀數精度是多少。例如0.02%讀數,10%100%量程。用戶可以快速和清楚地了解測量時獲得的實際不確定度是多少。

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