计量标准

发布者:admin 发布时间:2019-10-31 06:16 浏览次数:

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  计量标准是计量标准器具的简称,是指准确度低于计量基准的,用于检定其它计量标准或工作计量器具。它把计量基准所复现的单位量值逐级的传递到工作计量器具以及将测量结果在允许的范围内溯源到国家计量基准的重要环节。

  用以定义、实现、保持、复现单位或一个甚至多个已知量值的实物量具、测量仪器或测量系统,其目的是通过比较把该单位或量值传递到其他测量器具。广义地说,计量标准还可以包括用以保证测量结果统一和准确的标准物质、标准方法和标准条件。

  计量标准可按精度、组成结构、适用范围、工作性质和工作原理进行分类。①按精度等级可分为在某特定领域内具有最高计量学特性的基准和通过与基准比较来定值的副基准,或具有不同精度的各等级标准。②按组成结构可分为单个的标准器,或由一组相同的标准器组成的、通过联合使用而起标准器作用的集合标准器,或由一组具有不同特定值的标准器组成的、通过单个地或组合地提供给定范围内的一系列量值的标准器组。③按适用范围可分为经国际协议承认、在国际上用以对有关量的其他标准器定值的国际标准器,或经国家官方决定,承认在国内用以对有关量的其他标准器定值的国家标准器,或具有在给定地点所能得到的最高计量学特性的参考标准器。④按工作性质可分为日常用以校准或检定测量器具的工作标准器,或用作中介物以比较计量标准或测量器具的传递标准器,或有时具有特殊结构、可供运输的搬运式标准器。⑤按工作原理可分为由物质成分、尺寸等来确定其量值的实物标准或由物理规律确定其量值的自然标准。上述分类不是排他性的,例如,一个计量标准可以同时是基准,是单个的标准器,是国家标准器,是工作标准器,又是自然标准。

  计量标准的主要指标是其溯源性,即可以通过连续的比较链把它与国际标准器或国家标准器联系起来的性能。当然,准确度、稳定度灵敏度、可靠性、超然性和响应特性等,也都是它的重要指标。

  计量标准的保持十分重要,它保证计量标准的计量学特性维持在合适的限度内。为此,对计量标准要定期校准、妥善储藏和细心使用。

  在电子计量的各个参量中,除时间和电流的单位是国际单位制的基本单位外,其余参量的单位都是导出单位。为复现基本单位,应该有国家标准器;而为复现导出单位,往往也要有国家标准器。

  一个参量的国家标准器应该是根据该参量单位的定义,以该国最高水平的科学技术而研制出来的计量标准装置。国家标准器的不确定度一般是根据对各项误差来源实验分析和合成而得出,并力求通过直接或间接的国际比对加以证实的。但是,有些国家限于经济技术实力不能自行研制某些参量的国家标准器,因而采取引进别国生产的测量器具,并通过国际比对或往国外送检的办法以建立本国临时的国家标准器。

  在为数很多的电子学参量中,多数国家只对其中比较基本和重要的参量(如功率电压、衰减、噪声、阻抗、相移、场强等)建立国家标准器,而对其他参量则只建立精度稍低的临时的国家标准器。

  由于不同地区(系统、部门、省)使用的测量器具的精度不同,因而它们所需要的标准器的精度等级也可能不同。有时某一地区的测量器具的精度甚至会高于另一地区的标准器的精度。

  电子学的发展非常迅速,与之相应的测量器具的更新换代也很快。但是,计量标准(尤其是国家标准器)却相对地比较稳定。应用新原理、新技术、新器件、新工艺以建立新的具有更高计量学特性的标准器,是一件很重要的事情。

  ①在电子学中,需要建立计量标准的参量很多,包括电压电流功率、衰减、噪声、阻抗、相移和场强等近20个参量,其中有相当一部分是无量纲量,如衰减、相移、电压驻波比和反射系数等。实际上,需要测量的参量远不止这些,但从计量学观点来看,它们的计量都可归结为上述参量的计量,并使用这些参量的计量标准,但有时也需要为它们专门建立相应的计量标准。

  ②电子计量涉及的频率范围和量程非常宽广。为适应不同频段的用途,需要采用不同的传输线形式,如双线、电缆、同轴线、波导和微带线等。对于同一种传输线(特别是波导),不同频段还要有不同尺寸的规格。对于同轴线和微带线,则还有多种接头形式和接头阻抗的问题。在通常情况下,对于各个参量的不同频段、不同量程、不同传输线、同一传输线的不同规格以及不同接头形式和阻抗,往往要建立各自的计量标准,才能满足实际需要。因此,即使最发达的国家也不可能把所有需要的计量标准全部建齐。为此,在电子计量中如何通过比对和协作以提高计量标准的利用率和研制多功能、宽频段、宽量程、自动化的计量标准等问题,比起在其他计量门类中更为迫切地需要解决。

  ③电子测量中,除对频率测量要求极高的准确度外,对大多数参量的测量和计量很少要求准确度高于千分之一。有的参量如场强、噪声、

  值等,国家标准器的准确度通常为百分之几。这是由于电子测量的绝大多数参量是导出参量,影响其准确度的因素很多的缘故。因此在电子计量中,量值传递的等级不多,国家标准器和测量器具的准确度差别不象在别的计量门类中那么大。特别是测量仪器中引入微处理器后,许多测量仪器的精度和国家标准器的精度都处在同一量级内。因此,在电子计量中,同精度等级比对的重要性尤为突出。


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