测量边界允差单向放大理论及其技术处理

　　测量设备及仪器仪表(以下简称仪表)在各类产品中占有较大的比例。而且各类产品生产过程中,仪表所提供的信息还直接关系其他产品质量。因此不断探索基础理论、完善应用技术使仪表生产更具科学性、合理性对于提高各类产品的质量有着重要意义。

　　在仪表生产中,由于测量原理、使用的材料和器件、生产工艺和检测条件的限制,都规定了满足一定准确度要求的测量范围。从而确定各类仪表都具有测量边界(即测量范围的上、下限)。目前在一些仪表标准中,对测量边界处理随意性很强,部分标准规定:测量上限准确度降级;量程的90%以上部分准确度降级;量程的1/3以下部分准确度降级等等;而与其相对应的检定规程对准确度降级问题规定与标准规定不一致。技术指标规定的不一致反映理论研究待深入。

　　测量仪表的每一刻线或某一技术指标的规定都应有科学依据作基础。因此,尽管测量边界属于测量范围的边缘,应用较少;对它的研究容易被人们忽略,但作者认为:边界理论的研究与数字修约和有效位数处理的理论一样,它是测试基础理论研究的一部分。为此本文就仪器仪表的测量边界的允许误差单向放大理论及其技术处理发表作者的看法。

　　1　测量边界的允许误差单向放大的理论基础

　　1.1　根据测量理论可知:对某一被测量进行无限次等精度测量,其测量结果符合正态分布。接近被测量实际值的结果概率高,远离实际值的测量结果概率低;距离实际值正负偏差相等的概率相等。

　　在实际应用中,测量误差为零的结果是不存在的。为了满足测量需要又尽可能的降低制造成本,各类仪器仪表都规定了准确度等级和示值最大允许误差。衡量该仪表的计量性能时,如果在测量范围内,仪表示值误差均不超过允许基本误差±a,则认为该仪表示值检测合格。否则,则认为该仪表示值检测结果不合格。

　　1.2　根据边界理论可知:所有的边界都是对某一特定条件进行了限制,并且在宏观上不许超过。一旦超过边界,事物则会由量变转换为质变。名言“真理跨越一步即成谬误”就是对边界特性最好的写照。因此宏观上超过测量范围所得示值是无效的,现实中有很多事例说明这个问题,例如数字显示仪表如果测量对象或标称值超过其测量上限一个字(即使该值在正偏差允许范围内),该表马上显示错误或报警。

　　1.3　测量边界允差单向性:仪器仪表的测量上、下限作为测量范围的边界,与测量范围内刻线相比有其特殊性。它不但要满足测量误差理论的要求,还应满足边界限定的要求。由此推论仪表示值指针不能越过示值边界刻线。