水准测量仪

定义 指“测量仪器给出接近于真值的响应的能力”(见JJF1001-1998《通用计量术语及定义》7.18条，以下简称条款)。也就是指测量仪器给出的示值接近于真值的能力，即测量仪器由于仪器本身所造成的其输出的被测量值接近被测量真值的能力。由于各种测量误差的存在，通常任何测量是不可能完善的，所以实际上真值是不可知的，当然接近于真值的能力也是不确定的，因此测量仪器准确度是反映了测量仪器示值接近真值的一种程度，所以在该定义的注中说明准确度是一个定性的概念。 测量仪器准确度是表征测量仪器品质和特性的最主要的性能，因为任何测量仪器的目的就是为了得到准确可靠的测量结果，实质就是要求示值更接近于真值。为此虽然测量仪器准确度是一种定性的概念，但从实际应用上人们需要以定量的概念来进行表述，以确定其测量仪器的示值接近于其真值能力的大小。在实际应用中这一表述是用其他的术语来定义的，如准确度等级、测量仪器的示值误差、测量仪器的最大允许误差或测量仪器的引用误差等。准确度等级是指“符合一定的计量要求，使误差保持在规定极限以内的测量仪器的等别、级别”(7.19条)。即就是按测量仪器准确度高低而划分的等别或级别，如电工测量指示仪表按仪表准确度等级分类可分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0等七级，具体说就是该测量仪器满量程的引用误差，如1.0级指示仪表，则其满量程误差为±1.0%FS。如百分表准确度等级分为0、1、2级，则主要是以示值最大允许误差来确定。如准确度代号为B级的称重传感器，当载荷m处于0≤m≤5000v时(v为传感器的检定分度值)，则其最大允许误差为0.35v。又如一等、二等标准水银温度计，就是以其示值的最大允许误差来划分的。所以准确度等级实质上是以测量仪器的误差来定量表述测量仪器准确度的大小。有的测量仪器没有准确度等级指标，则测量仪器示值接近于真值的响应能力就是用测量仪器允许的示值误差来表述，因为测量仪器的示值误差就是指在规定条件下测量仪器示值与对应输入量的真值之差，这和测量仪器准确度定义概念是完全相对应的，如长度用半径样板，它就是以名义半径尺寸来规定其允许的工作尺寸偏差值来确定其准确度。因为真值是不可知的，实际上测量仪器可以用约定真值或实际值来计算其误差的大小，通过示值误差、最大允许误差、引用误差或准确度等级来定量进行表述。实际上准确度等级也只是一种表述形式，这些等级的划分仍是以最大允许误差、引用误差等一系列的特性来定量表达的。 这里要注意，从名词术语的名称和定义来看，测量仪器准确度和准确度等级、测量仪器的示值误差、最大允许误差、引用误差等其概念是不同的，测量仪器准确度术语是定性的概念，严格讲要定量地给出测量仪器接近于真值的响应能力，则应该指明给出量值是什么量，是示值误差、最大允许误差、引用误差或准确度等级，不能笼统地称为准确度。我们可以认为测量仪器准确度是它们这些特性概念的总称，测量仪器准确度可以用其它相应的术语来定量表述，这二者是有区别的。准确度1级应称为准确度等级为1级，准确度为0.1%称为其引用误差为0.1%FS。但有时为了制定表格或方便表述，表头则也可写“准确度”，表内填写准确度等级或规定的允许误差。要说明一点，测量仪器准确度是测量仪器最最主要的计量性能，人们关心的就是是否准确可靠，如何来确定这一计量性能大小？通常它是用其它的术语来定量表述而已。

市面上的色彩测量仪器众多，主要介绍一下分光光度计，印版测量仪的校准。前者自带校准白板，本身就是专业的[url=http://www.xrite.cn/categories/calibration-profiling/][color=#000000]校色仪[/color][/url]，可以由仪器的配置选项进入校准界面，此外需要注意的是测量参数是否已选择正确，校准白板的清洁，这会直接影响校准结果的好坏。对于印版测量仪而言，它只能借助于附带的配套白板进行，仪器自身是没有内置校准板的，直接测量白板指定位置，根据与目标值的偏差决定是否需要校准仪器。

基于计算机的测量仪器具有很大的灵活性，应用因而日益普及。通过控制仪器功能，可以开发满足特殊要求的测量系统。对任何测量系统来说，成本是第一个考虑因素。开发一个基于计算机的测量仪器的费用常常比购买一个独立的台式仪器要便宜几倍。这是由于硬件成本较低、软件可重复使用，且一个测试仪器常常可代替若干独立的测量仪器的缘故。 基于计算机的测量仪器与计算机行业联系紧密，它们得益于计算机技术的进步，这包括开放的通信标准、网络服务器和在仪器和桌面应用之间进行电子制表和字处理的简单界面。这些测量仪器也因计算机性能的稳定及价格的降低而获益，从而使基于计算机的测量仪器在没有加价的条件下性能得到持续的提高。 采用校准实现精确测量 大部分测量仪器以精度表的形式提供有关某一测量仪器的测量线路精确性的信息。精度规范表有助于确定测量仪器总的不确定性，然而，这些精确规范仅适用于被成功校准的电路板，因此，你必须在测量调整前后均要运用这些规范来验证板的工作。 测量仪器准确测量物理量变化的能力是按照一定的因子变化的。使用寿命、温度、湿度和暴露在外部环境的情况及误用都会影响测量的准确性。通过对所得测试结果与己知标准进行比较，校准将测量的不确定性进行了量化。它要验证测量仪器是否工作在规定的指标范围内。如果仪器的测量值超过了所公布的不确定性，那么就要调整测量电路以使之符合业已公布的规范。 经过一段时间，用户要对传统的测量仪器进行校准，基于计算机的测量仪器也一样需要校准。用户应当选择具备内部校准(也称自动校准)和外部校准工具的的基于计算机的测试仪器。 内部校准 如果你使用了如示波器这样的仪器，那时你已经完成了内部校准。事实上，当你改变垂直范围设置的时候，大部分示波器已完成了内部校准。基本上仪器将高精确度和板上电压源进行数字化，并将其读数与己知值相比较，然后将校准因子保存在仪器自身携带的电可擦除只读存储器中，这个自身携带的板上电压源也被校准为如NIST之类的大家所知的标准，进行内部校准的主要目的是补偿工作坏境的变化、内部校准温度的变化和可能影响测量的其它因素。 同传统的测量仪器一样，基于计算机的测量仪器应当支持内部校准。基于计算机的测量仪器的内部校准由调用校准测量电路的软件功能来启动。由于测量可立刻进行，并且无须等待这个内部校准无论何时调整垂直范围，因而由软件控制的内部校准技术可节省测试时间。 基于计算机的测量仪器被安装在桌面计算机、PXI/CompactPCI机箱，或VXI/VME 机箱这样的环境中，因为基于计算机测量仪器被安装于多种不同的计算机环境当中，设计人员应当记住基于计算机的测量仪器会受到电磁干扰和电源电压的变化的影响，还要在宽的温度范围下工作。传统的测量仪器由于同个人电脑的集成日益紧密，也面临类似的挑战。 消除电磁干扰的最基本的方案包括：将数字和模拟信号的地平面分开、对电源信号的进行局部过滤、对敏感元件进行屏蔽。为了补偿电压源的变化，可以采用DC-DC转换器提升电源电压，采用电压调节器控制板上电源的电压，采用大电容消除板上电源的谐波。可以采用板上温度传感器和内部校准来完成在操作环境下不同温度的校准。关于上述设计技术的资料，可查询NI网站上一篇题为“以基于PC的数据采集硬件来进行精确测量”的白皮书。