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4、測(cè)量范圍(工作范圍)

測(cè)量范圍也稱為工作范圍，是指“測(cè)量儀器的誤差處在規(guī)定極限內(nèi)的一組被測(cè)量的值”，即測(cè)量儀器的誤差能保證在規(guī)定的允許誤差極限范圍內(nèi)的測(cè)量儀器的示值范圍。測(cè)量范圍就是在正常工作條件下，在這一規(guī)定的測(cè)量范圍內(nèi)使用，其示值誤差就應(yīng)處在允許極限內(nèi)，如超出測(cè)量范圍使用，則示值誤差可能超出允許極限值。有些測(cè)量儀器的測(cè)量范圍與其標(biāo)稱范圍相同，如體溫計(jì)、電流表、壓力表、密度計(jì)等，而有的測(cè)量儀器在下限附近，其相對(duì)誤差會(huì)急劇增大，如地秤。有時(shí)測(cè)量儀器由于原理結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如光學(xué)高溫計(jì)以燈絲亮度比對(duì)進(jìn)行測(cè)溫，它能滿足示值允許誤差的標(biāo)稱范圍為700℃～3000℃，則700℃～3000℃為其測(cè)量范圍。

要注意正確區(qū)別示值范圍、標(biāo)稱范圍、測(cè)量范圍和量程的概念。

【案例】評(píng)員在考核溫度室時(shí)，問其室主任：“有一支帶有0℃±1℃示值，刻度范圍為250℃～300℃的二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)，其(0～250)℃之間為中斷區(qū)，這個(gè)范圍無刻度?？逃?℃±1℃零刻度線，主要是為了測(cè)定0℃示值。請(qǐng)你指出該二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)的示值范圍、標(biāo)稱范圍和量程。”室主任回答；“其示值范圍為0℃～300℃，標(biāo)稱范圍為250℃～300℃，測(cè)量范圍250℃～300℃，量程為50℃”。

【問題】什么是示值范圍、標(biāo)稱范圍、測(cè)量范圍和量程?

【案例分析】依據(jù)JJFl001-1998《通用計(jì)量術(shù)語及定義》中6.20、7.1、7.2、7.4條對(duì)示值范圍、標(biāo)稱范圍、測(cè)量范圍、量程做出的明確界定，二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)屬于雙刻度計(jì)量器具，0℃±1℃是為了測(cè)量溫度計(jì)的零點(diǎn)示值，以考核溫度計(jì)的示值穩(wěn)定性；250℃～300℃是溫度計(jì)的工作范圍，即用于測(cè)量的范圍。所以按術(shù)語的定義，其示值范圍和標(biāo)稱范圍為0℃±1℃和250℃～300℃，測(cè)量范圍為250℃～300℃，其量程為50℃。

(二)測(cè)量儀器的計(jì)量特性

1、靈敏度

靈敏度是指“測(cè)量儀器響應(yīng)的變化除以對(duì)應(yīng)的激勵(lì)變化”。靈敏度是反映測(cè)量儀器被測(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)(輸出量)與相應(yīng)被測(cè)量的增量即激勵(lì)（輸入量）之商來表示。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)量儀器的靈敏度就高。

對(duì)于線性測(cè)量儀器來說，其靈敏度S為

式中的k叫傳遞系數(shù)，當(dāng)響應(yīng)y與激勵(lì)x是同一種變量時(shí)，又叫放大系數(shù)。對(duì)于非線性的測(cè)量儀器，則靈敏度表示為

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)。

在某些情況下，使用下式表示相對(duì)靈敏度

式中，x為激勵(lì)即輸入的被測(cè)量值。

靈敏度可能與被測(cè)量的增量即激勵(lì)值有關(guān)，被測(cè)量值的變化必須大于分辨力。靈敏度是測(cè)量儀器中一個(gè)十分重要的計(jì)量特性。但有時(shí)靈敏度并不是越高越好，為了方便計(jì)數(shù)，使示值處于穩(wěn)定，還需要特意地降低靈敏度。

單項(xiàng)選擇題：有兩臺(tái)檢流計(jì)，A臺(tái)輸入1mA光標(biāo)移動(dòng)10格，B臺(tái)輸入1mA光標(biāo)移動(dòng)20格，則A臺(tái)檢流計(jì)的靈敏度比B臺(tái)檢流計(jì)的靈敏度____。

A．高

B. 低

C. 相近

D．相同

答案：B

解析：靈敏度是反映測(cè)量儀器被測(cè)量（輸入）變化引起儀器示值(輸出)變化的程度。用被觀察變量的增量與相應(yīng)被測(cè)量的增量之商來表示。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)量儀器的靈敏度就高。

對(duì)于線性測(cè)量儀器來說，其靈敏度S為

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