测试技术课后答案全集—第三版

《绪论》

0-1叙述我国法定计量单位的基本内容。

答：我国的法定计量单位是以国际单位制(SI)为基础并选用少数其他单位制的计量单位来组成的。

1．基本单位

根据国际单位制(SI)，七个基本量的单位分别是：长度——米(Metre)、质量——千克(Kilogram)、时间——秒(Second)、温度——开尔文(Kelvn)、电流——安培(Ampere)、发光强度——坎德拉(Candela)、物质的量——摩尔(Mol>。

它们的单位代号分别为：米(m))、千克(kg)、秒(s)、开(K)、安(A)、坎(cd)、摩(mol)。

国际单位制(SI)的基本单位的定义为：

米(m)是光在真空中，在1／299792458s的时间间隔内所经路程的长度。

千克(kg)是质量单位，等于国际千克原器的质量。

秒(s)是铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁对应的辐射9192631770个周期的持续时间。

安培(A)是电流单位。在真空中，两根相距1m的无限长、截面积可以忽略的平行圆直导线内通过等量恒定电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为2×10-7N，则每根导线中的电流为1A。

开尔文(K)是热力学温度单位，等于水的三相点热力学温度的1／273．16。

摩尔(mol)是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与0．012kg碳-12的原子数目相等。使用摩尔时，基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子，或是这些粒子的特定组合。

坎德拉(cd)是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为540×1012Hz的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为1／683W／sr。

2．辅助单位

在国际单位制中，平面角的单位——弧度和立体角的单位——球面度未归入基本单位或导出单位，而称之为辅助单位。辅助单位既可以作为基本单位使用，又可以作为导出单位使用。它们的定义如下：弧度(rad)是一个圆内两条半径在圆周上所截取的弧长与半径相等时，它们所夹的平面角的大小。

球面度(sr)是一个立体角，其顶点位于球心，而它在球面上所截取的面积等于以球半径为边长的正方形面积。

3．导出单位

在选定了基本单位和辅助单位之后，按物理量之间的关系，由基本单位和辅助单位以相乘或相除的形式所构成的单位称为导出单位。

0-2如何保证量值的准确和一致？

答：通过对计量器具实施检定或校准，将国家基准所复现的计量单位量值经过各级计量标准传递到工作计量器具，以保证被测对象量值的准确和一致。在此过程中，按检定规程对计量器具实施检定的工作对量值的准确和一致起着最重要的保证作用，是量值传递的关键步骤。

0-3 何谓测量误差？通常测量误差是如何分类、表示的？

答：测量结果与被测量真值之差称为测量误差。

根据误差的统计特征将误差分为：系统误差、随机误差、粗大误差。

实际工作中常根据产生误差的原因把误差分为：器具误差、方法误差、调整误差、观测误差和环境误差。

常用的误差表示方法有下列几种：

（1）绝对误差

测量误差=测量结果-真值

（2）相对误差

相对误差=误差÷真值

当误差值较小时，可采用

相对误差≌误差÷测量结果

（3）引用误差

引用误差=绝对误差÷引用值（量程）

（4）分贝误差

分贝误差=20×lg(测量结果÷真值)

对于一部分的量(如广义功)，其分贝误差需改用下列公式：

分贝误差=10×lg(测量结果÷真值)

0-4 请将下列诸测量结果中的绝对误差改写为相对误差： ①1．0182544V ±7．8µV ②(25．04894±0．00003)g

③(5．482±0．026)g ／cm

2

答：

①

%000766.01066.7100182544.18

.766

±=⨯±=⨯±- ②%000120.01019765.104894.2500003.06±=⨯±=±- ③%473.000473.0482

.5026.0±=±=±

0-5 何谓测量不确定度？国际计量局于1980年提出的建议《实验不确定度的规定建议书INC —1（1980）》的要点是什么？

答：测量不确定度是对被测量真值不能肯定的误差范围的一种评定，是测量误差量值分散性的衡量指标。测量结果应带有这样一个指标。只有知道测量结果的不确定度时，此测量结果才有意义和用处。

国际计量局于1980年提出的建议《实验不确定度的规定建议书INC —1（1980）》的要点是：

测量不确定度一般包含若干个分量，按其数值评定方法将它们归并为A 和B 两类分量。A 类分量都用估计的方差2

i s （或估计的标准差i s ）和自由度i v 来表征。必要时应给出估计的协方差。B 类分量用某种2

j u 量来表征。可以认为2

j u 量是假设存在的相应方差的近似。2

j u 量可以像方差那样处理，而j u 量也可以像标准差那样处理。必要时应给出协方差，它可按类似的方法处理。A 类分量与B 类分量可用通常合成方差的方法合成，所得的结果称为合成不确定度，并按“标准偏差”来看待。合成不确定度具有概率的概念；若为正态分布，合成不确定度的概率为68．27％。

如有必要增加置信概率，则可将合成不确定度乘上与置信概率相对应的置信因子，作为测量结果的总不确定度。但此时必须对置信因子或置信概率的大小加以说明。

0-6 为什么选用电表时，不但要考虑它的准确度，而且要考虑它的量程？为什么使用电表时应尽可能在电表量程上限的三分之二以上使用？用量程为150V 的0．5级电压表和量程为30V 的1．5级电压表分别测量25V 电压，请问哪一个测量准确度高？

答：国家标准GB776-76《测量指示仪表通用技术条件》规定，电测量仪表的准确度等级指数a 分为：0．1、0．2、0．5、1．0、1．5、2．5、5．0共7级。它们的最大引用误差不能超过仪表准确度等级指数a 的百分数，即

%a nm ≤γ 依照上述规定，电测量仪表在使用时所产生的最大可能误差可由下式求出

%a A A m m ±=∆

【例】某1．0级电压表，量程为300V ，当测量值分别为U 1=300V 、U 2=200V 、U 3=100V 时，试求出测量值的（最大）绝对误差和示值相对误差。 绝对误差

V U U U 3%0.1300321±=⨯±=∆=∆=∆

各测量值的相对误差

%0.1%100)3003

(%100111±=⨯±=⨯∆=

U U U γ %5.1%100)200

3

(%100222±=⨯±=⨯∆=

U U U γ