举例来看,如公布的指标为“精度 为0.02%”,一般来讲人们会认为这等同于测量不确定度为0.02%。 这也就是说用这台仪器进行测量时的偏差不超过真值的0.02%。
然而在检查指标时您需要注意以下几点。
1、有些指标经常在很短的时间后就超出其范围。
2、有些指标经常在超出很小的温度范围后就超出其范围。
3、有些指标是一种相对的指标。
4、有些指标可能不是用保守的置信度而是用激进的方法标出的。因此精度和不确定度是不完全相同的。不确定度指标需要考虑更多的实际因素。
下面将对这些因素进行讨论。
1、时间
技术指标中通常包含时间的指标。即在该时间范围内校准器能达到所标出的指标。设定时间间隔或校准间隔是基于对仪器模拟电路漂移的考虑,它是必不可少的。这个校准间隔是用来衡量一个仪器保持其指标的能力如何。
通常在实际中使用的时间间隔有30、90、180和360天。对于F1uke700系列校准器,校准周期是一年或二年。F1uke的校准器包括了随时间增加而产生的性能指标的变化。而其它厂商可能不是这样做的。图1说明了校准器的不确定度随时间而增加的函数关系。
所以在衡量和比较仪器指标时首先要确认是否在同样的时间间隔内。也就是同等的比较。例如不能用某台仪器30天的指标和另一台仪器360天的指标进行比较。 在刚刚完成校准的同一时刻几乎每台仪器都可达到极高的指标。不幸的是,这个指标只能在校准后保持几分种。如果在公布的指标中没有关于时间的说明,*好应该向厂家索取这方面的数据。
2、温度
指标中的温度范围也是非常重要的。
要确认指标的有效范围是否能满足你的使用条件。 规定温度范围是必须的,因为它是考虑了仪器中模拟电路的温度系数。常用的温度范围是23℃±5℃度。这个范围反映了大部分实际的使用情况。还应该注意温度范围应在整个校准间隔之内是有效的。
因此,如果仪器的指标是在23℃±1℃度,它在长期使用时就有了非常严格的温度限制。这些温度范围不能代表校准器正常工作的实际情况。 超过了温度范围,就要用温度系数来对精度指标的下降程度进行描述。如果校准器工作在正常温度范围以外,TC(温度系数)代表的误差部分就要加在原来的技术指标之上。 当温度因素考虑进来以后,指标有了很大变化。当比较两个不同温度范围内的仪器指标时,我们必须知道如何计算。为了真实比较两台仪器就需要使用前面的计算方法将它们都放在同等温度范围中。
*先进的校准器和仪器规定了较宽的温度范围,因为它们并不仅仅用在易于温度控制的实验室内。用于过程控制工厂的校准器需要有较大的温度灵活性。
3、校准的溯源性
作为相对或总体的指标来进行评估,相对不确定度不包括用来校准该仪器标准器的附加不确定度。例如当一个校准器的不确定度被定义为相对于该校准器的校准的不确定度时,这只包括了校准器本身的不确定度。这对于仪器的整体的不确定度来说是不完备的。整体不确定度包括了溯源链中的全部环节的不确定度:被校准仪器的相对不确定度加上校准器本身的不确定度。
4、置信度水平
置信度是校准器指标中*关键的因素。它是指在校准周期结束前有多大比例的校准器超出了指标范围。指标应该 是保守的,而且有很高置信度的,这样能保证仪器在校准周期结束前在误差范围之内。例如:X和Y两个厂家提供的校准器。
X的指标是10V电压,精度0.019%。Y厂家是10V,0.025%。没有哪个厂家的资料中提供置信度水平以及精度是如何分布的。当问及该问题时,厂家会说明其指标是根据精度的正态分布以及其置信度水平。其回答如表所示:
在本例中,如图3所示,校准器的实际性能是很明显的。厂家X使用95%的置信度即在校准时间间隔结束时将有5%的仪器超出所标出的0.019%的指标。灰色阴影和黑色阴影所代表的是在正态分布下所冒风险的百分比。厂家Y使用99%的置信度水平,在给出的0.025%的指标下只有1%的仪器超标。黑色阴影是其风险性。所以你可以看到,同样性能的仪器可以得出不同的指标。它取决于厂家是激进地还是保守地公布其仪器的指标。在购买仪器之前,了解厂家的置信度原则是非常重要的。当您对此有疑问时应向厂家澄清。FLUKE对其生产的校准器和标准源使用非常保守的99%的置信度原则。
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