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GB/T6592-2010/1EC60359:2001跨组织的“测量不确定度表示指南”(GUM)的颁布使得CIPM的推荐标准CI-1981的议更加具体,用真值和误差的术语表示测量的精确度和准确度的传统方法显然正在被以不确定度术语表示的方法所取代。真值概念的固有缺陷(由此而产生的误差)无疑使得现行的测量领域越来越依赖于不确定度的概念,尽管有关测量仪表性能标准的主要内容仍然是用传统的术语来描述。计量学的最通常的习惯与标推词汇间差距的扩大促使标准化组织协同其技术委员会对这些出版物进行修订。这份新版国际标准IEC60359是为了与GUM相统一而制定的。在其正式批准的过程中,适逢新版国际电工词汇(IEV)有关测量的章节出版,借此机会本标准和IEV中所使用的术语保持一致。一个仪表的主要性能特性是那些使用该仪表所获得的结果的不确定度。GUM提供了一种通用术语和一个计算框架用于合成不同来源的不确定度,其本质上是评估作为其他测量量函数的一个量的测量不确定度,而不涉及评估仪表不确定度,亦即用仪表进行各单次直接测量结果的不确定度。GUM将其作为B类不确定度分量处理,从仪表制造商或校准者提供的信息得到,用给定包含因子的扩展不确定度表示。因此,目前本标准在表示和评估仪表不确定度时采用的形式与GUM的表达相一致。这说明在措述仪表性能要求时用不确定度极跟的术语代替误差极限,也意味着要仔细区分仪表指示值和归因于描述被测搔的值的集合。凡系个?灯2.U2S○.为此,本标准系统地采用了校准图概念(与EV相一致)。这在描述基本不确定度、改变量与工作不确定度间的相互关系时也是十分有帮助的。顺便提一下,这种区别对于新的测量系统是本质性的,新的测量系统是基于带有内部软件的或使用多于一个输入(多传感器系统)的微处理器的测量系统。概括地说来,这个系统需要不依赖有约束性前提的仪表硬件来处理问题。它们在规定性能特性时也允许有更宽的选择范围。当然,计量学的术语和概念从历史悠久的传统过渡到现代,很多人将需要一些心理调整,而这种调整是完全必要的,因为从指针-标度盘仪表时代到现代仪表的应用已经跨出了巨大的儿步。现行的技术规范中的绝大部分都是用“误差极限”这个术语来写的,有关影响量的议修正值是否已经包括在内,经常是含混不清的。然而,将现行技规范术转化成符合本标准的术语并不困难,只要消除这种含糊不清,很容易地使老规范和本标准一致,就是将“误差极限”用第5章阐述的“仪表不确定度极限”来代替,用本标准的第5章提供评估这些极限的方法方面的有关上下文的指示(如果有的话)能满意地调整到本标谁给出的定义。1)国际计量委员会。理甄Z.ZC.ET
GB/T6592一2010/1EC60359:2001电工和电子测量设备性能表示1范围本标准规定了下列主要涉及工业应用的电工和电子仪表的性能规范:—一测量电参量的指示和记录仪表;一提供电量的实物量具;一提供电输出信号的测量链所有环节的非电量电测仪表。本标准适用于通常在工业应用中稳态条件下(见3.1.15)使用仪表的性能规范。本标准是基于在GUM中详述的测量不确定度的表示和评估方法,并且引用了GUM用于确定赋值区间来表示不确定度的统计方法(包括在溯源链中不可忽略的不确定度的来源)。本标准不涉及超出仪表或(测量设备)量程的不确定度的传播,尽管已考虑到超出部分的性能可能通过符合性测试。本标准目的旨在提供一种方法,以保证标准的规定和确定本标准范围内设备不确定度的一致性。对适用于本标准的特定型式设备所有其他的必要规定由相应的IEC产品标准来规范。例如:计量特性和测量范围的选#,影响量和规定工作范围的确定由EC产品标准来规范。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。IEC60050-300:2001(所有部分)国际电工词汇电工和电子测量方法和测量设备(Internationalelectrotechnical vocabulary(IEV)-Electrical and electronic measurements and measuring instruments(all parts))ISO/IEC GUIDE EXPRES:i995测量不确定度表示指南(Guide to the expression of uncertaintyin measurement)3术语和定义IEC60050-300:2001界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1基本术语和定义3.1.1被测量measurand作为测量对象的量,在测量活动过程中由测量系统在假定状态下估计得到。注1:被测量的值如果不受测量仪表的影响可被称作被测量的未受扰动值。注2:未受扰动值及与其相关联的不确定度只能通过测系统和测量与仪表计量特性相互作用的模型来计算,可称为仪表的负载。1理甄Z.ZC.ET
GB/T6592-2010/1EC60359:20013.1.2测量(结果)(result of a)measurement赋予单个被测量的值的集合,包括值、对应的不确定度和测量的单位。[1EV311-01-01,修订版]注1:区间的中间值被称为被测(见3.1.3)的值,而其半宽度被称为不确定度(见3.1.4)。[EV,修订版]注2:测量结果与仪表的指示值(见3.1.5)和校准得到的修正值有关。[EV,修订版]注3:只要与同一个被测量的所有其他测量结果相一致,区间就可以表示被测量。[IEV,修订版]注4:区间的宽度以及由此而得到的不确定度,以规定的蹬信水平给出(见3.1.4,注1)。[EV修订版]3.1.3(测量)值(measure)value指定代表被测量的集合中的中间元索注:测量值并不比集合中的其他任何元素更能代表越测量它被选出仅是冠便于以V士U的格式表示集合,此处V是集合的中间元素,绝渠合的光绕而非它的极限值。限宽题“测量”用来避免与读数值或校准示值发生混淆。3.1.4(测量)不确定度uneertainty(of measurement)表征合理地予测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数。「IEV301-O2VIM3.9]注1:此参数局以养准发致其给定倍数,或是注明情水平的区间半宽,VM幻注2:测量骨确定展一般由多个分组成,典分通个系列的调结果的统计小估,并用实验标准差表量;另些分量则可盛经验或共他信的假极率估计也可用标差表铺。[量V,VIM门注3:测果理解为被测之值的估计金都不确度数量,包括那些由系统应引虑的,5修正值和参考准有的分,都测的分性有注4:本义及1和注2于1条款隆此条款E为罗CUM中的是序包含因子为2的间半度丧示不确度。这电符合目许国家的实验采用的做法包含调子为鼎的正态分布相应95%的置信水平其他统方东则有英拉含因子和壁水平之间的对应联系。油于这类分布的信恩不车能得到,更网的方法是络杨含困60的定义认为区间能够合地用手描述被测量,因为象通礼的惜况下它能职足够高的置件水韵保以相铜测贤方法测量间个被鸿昼所得结果的一致性。注5:根据国?计量类员会狂M(Internatio金Con箱tee for W6 ghte-and Measures)文傅INC和GUM,由统计方法评定礼到的确定度分量称为A类分量,通过其他方法评定得到的不确定度岛量称务B类分量。3.1.5指示值或读数值indicatfon or reading-value仪表的输出信号。[园311-00双,修订版]注1:校准示值能够通过校准曲线从指示值中雅序得到控手注2:对于实物量具,指示值是其名义作或标称值。[EV门注3:指示值依赖于仪表的输出形式:对于摸拟输出,它是带有适当显示单位的数字;对于数字输出,它显示的是数字化的数字;对于编码输出,它是综码的识别。注4:对于摸拟输出,指的是通过观察者读出(如在仪表标尺上的指针),输出单位是刻度数的单位;对于模拟输出由另一个仪表读出(如校准过的变送器),输出单位是支持输出信号的量的测量单位。3.1.6校准calibration在规定的条件下,立指示值与参考标准的测量结果之间关系的一组操作。[1EV311-01-09]注1:原则上,指示值和测量结果之间的关系能用一个校准图来裘示。注2:校准应在定义明确的仪表工作条件下实施。如果仪表在超出用于校准的条件下工作,代表其结果的校准图是无效的。[IEV门注3:常见的,特别当仪表的计量特性根据以往的经验已经充分了解的情况下,为了便于预先确定一个简化的校准2理甄Z.ZC.ET
GB/T6592-2010/EC60359:2001图,只进行一次校准验证(见3.2.12)以检查仪表的响应是否在其极限内。简化的校准图比由仪表完全校准定义的图要宽,所得的测量结果的不确定度也大。3.1.7校准图calibration diagram由指示轴和测量结果轴定义的坐标平面的一部分,它表示仪表对被测量不同值的响应。[IV311-01-10]3.1.8校准曲线calibration curve给出指示值和被测量值之间关系的曲线。[IEV311-01-11]注1:校准曲线将校准图平行于测量结果轴部分的宽度一分为二,连接各点形成的曲线表示被测量的值。(见6.1和图1)注2:当校准曲线是一条通过原点的直线时,此直线的斜率,即仪表常数。[IEV门3.1.9校准示值indicated value根据校准曲线由测量仪表提供的值。[IEV311-01-08]注:当仪表在校准图有效的所有工作条件下进行直接测量时,校准示值就是被测量的测量值(见3.2.7)。3.1.10(测量)一致性(measurement)compatibility同一被测量的所有测量结果都符合的特性,表现为它们的区间适当重叠的特点。[IEV311-01-14幻注1:根据统计学推论,表示同二个被测量的任何调量结果和所有其德测量结果只能在某个置信水平下保持一致性。这个置信水平应指明,至少应按照愤例或给出登信因子。∠。○。N二注2:用不同的测量仪表和测量方法所得到的测量结果的一致性是通过将这些仪表湖源(见3.1.16)到同一个基准(见3.2.6)来保证的(无疑也是由正确的校准方法和操作步骤来保证的)。注3:当两个测量结果不一致时,可用独立的方法确定是否其中一个测量结果或者两个结果都是常误的(可能是因为不确定度太小),或是被测量不同的缘故。注4:不确定度越大,测量结果就能在更宽的范围内保持一致性。因为不同被测量之间区别较小,允许用更简单的模型对其进行分类。不确定度越小,要保证测量结果的一致性就需要更为详细的测址系统模型。3.1.11被测量的基本不确定度intrinsic uncertainty of the measurand描述一个测得量所能赋予的最小不确定度。注1:由于任何一个给定量是在一个给定的认知水平上被定义或被识别的,所以无法用越来越小的不确定度测得一个量。如果试图以小于其自身的基本不确定度去测量一个给定的量,则需在更高的认知水平上重新定义这个量,而这实际上是在阅量另一个量。见GUMD.1.1。注2:以被测量的基本不确定度实现的测量结果可以被称为上述量的最佳测量。3.1.12仪表的(绝对)不确定度(absolute)instrumental uncertainty可忽略基本不确定度的一个被测量的直接测量结果的不确定度。注1:除非另外特别说明,仪表的不确定度以包含因子2的区间来代表。注2:当对基本不确定度远小于仪表不确定度的被测量进行单次读数的直接测量时,根据定义,测量的不确定度就是仪表不确定度。此外,在评定测量不确定度时,仪表不确定度作为B类分量处理。评定以与几个涉及直接测量结果相联系的模型为基础。注3:根据定义,仪表的不确定度自动地包含了读数值量化的影响(在模拟输出中,是最小可能评估的分度区间,在数字输出中,是最后稳定的单位数字)。注4:对于实物量具,仪表的不确定度是为保证它的各次测量结果的一致性,由实物量具复现的与被测量的量值相关联的不确定度。理跗Z.ZC.ET
GB/T6592一2010/IEC60359:2001注5:在可能和方便的销况下,该不确定度可以用相对形式(见3.3.3)或引用形式(见3.3.4)表示。相对不确定度是绝对不确定度U和测量值V之比,而引用不确定度是绝对不确定度U对约定选择值V:之比UW:.3.1.13约定值conventional value用于校准操作的标准器的测量值,其不确定度对于被校仪表的不确定度来说可以忽略。注:为了适应本标准,此定义改编自“(量的)约定真值”这个定义,即:赋予一个特定量的值,有时通过约定,是一个具有和规定目的相适应的不确定度的值。[IEV311-01-06,VM1.20]3.1.14影晌量influence quantity不是测量的对象,但是其变化影响指和测量的蛋果之阅的关系。[IEV311-06-01]注1:影响量可能源自于测量系您新纸设备或者环巍一注2:由于校准图依教于影扇盘,为了纷调结果赋值,有必要了解花规定范围内意香有相关的影响量存在。注3:当其测量结果满实系:CW一U3.1.15稳态条件steady-sta均e conditions测量装置的作件,在这种条件下被测量随时间的变化是装置的输人和斜信喜的关系,当被测量是常数时得到的关象没配著致变。3.1.16潮源性traceability通过一养具痛规定不确道我的不的断的较雕,使测结果或。耻标准的值能与规定的参考标准,通常是与家测量标准东轻标准联系来的援[IEV5,VTM10]注1:此念常用形容词“可潮的采表述。注2:这新间屋的比较硅称为测颜链注3:可溯青性*着计量架抱是由基本不确宽废逐级递增的不同等级的标雅(议表利实物意具)组成。从基准到校准量的飞较链在每环第都啦加新的不确泉段注4:应指定湖售保证在给定的不碗定或范的3.2装置和操作跑术语秘定义3.2.1(测量)仪表(measuring)instrument单独地或连同辅助设备起用以进行测量的器具细V31-03-01M4.1]注:术语“(测量)仪表”包括指示仪表和实物量具。3.2.2指示(测量)仪表indicating(measuring).instrument显示示值的测量仪表。注1:显示可以是模拟的(连续的或不连续的),数字的或代码的。[EV门注2:多个量值可以同时显示。[V们注3:显示式测量仪表也可提供记录。[EV门注4:显示可能包括由观察者不能直接读取,但是能够被适当的装置解读的信号。[IEV门注5:指示仪表可以由一系列传感器及其处理装登附件组成,也可以由单个传感器构成。注6:指示仪表、测量系统和环境之间的相互作用在仪表的初级(被称为传感器)中产生一个信号。此信号在仪表内部被转换成承载被测量信息的输出信号。测量仪表提供的指示值以一个恰当的形式显示输出信号。注7:如朵能得到一组测量仪表最后一个单元的输出信号与被测量之间关系的单一校准图,这组测量仪表可看作是单台指示仪表。在这种情况下,影响量应对整个测量链来定义。理甄Z.ZC.ET
GB/T6592-2010/IEC60359:20013.2.3实物量具material measure使用时以固定形态复现或提供给定量的一个或多个已知值的器具。注1:给定量亦称为供给量。[EV]注2:定义也适用于信号发生器、标准电压或标准电流发生器装置。通常此类装置被称为供给仪表。注3:供给量的值和不确定度的识别是由带有测量单位或代码项的数字给出的,称为实物量具的名义值或标称值。3.2.4电测量仪表electrical measuring instrument使用电或电子的方法测量电或非电量的测量仪表。[1EV311-03-04幻3.2.5传感器transducer对输入信号进行处理后转换成输出信号的技术装置。注:所有指示仪表都含有传感器,并且它们可以由单个传感器组成。当信号由一个传感器链进行处理时,每个传感器的输人信号和输出信号不一定直接和单一可取的。3.2.6基准primary standard具有最高的计量学特性,其值不必参考相同量的其他标准,被指定的或普遍承认的测量标准。[IEV311-04-02,VIM6.4]注1:基谁的概念等效地适用于基本量和导出量。[EV门注2:除了用于和复制标准器或参考标淮器比较以外,基准从不用于直接测量。[EV门3.2.7直接测量(法)direct(method of))measurement不需要根据被测量和实际测量的其他量之间函数关系进行辅助计算,直接获得被测量之值的方法。[IEV311-02-01注1:即使测量仪表的刘度值通过表格或图与相应的被测量的值一一对应时,也认为被测量的值是直接得到的。[IEV]注2:为了修正测量结果,即使有必要进行补充测量以确定影响量时,仍认为是直接测贷法。[IEV门注3:仪表计量特性的定义是在直接测量条件下使用的。3.2.8间接测量(法)indirect(method of)measurament根据已知关系,通过对被测量有函数关系的其他量的直接测量以得到被测量量值的测量方法。[IEV311-02-02]注1:为了实施间接测量需要能够提供被测量和通过直接测量得到的参数之间完全明确关系的模型。注2:由于量值和不确定度均需计算,因此需要由GUM提供的公认的不确定度传播规则。3.2.9重复观察的测量(方法)(method of)measurement by repeated observations在名义上的同等条件下,通过对多次反复观测所得数据分布的统计分析,从而得到测量结果的测量方法。注1:当仪表不确定度太小而不能确保测量结果的一致性时,应该用统计分析的方法解决。这可能发生在两种相去甚殊的环境中:)被测量是一个服从固有统计波动的量(如核衰变测量)。在这种情况下,被测量是测量状态的统计分布,由它的统计参数来描述(均值和标准偏差)。统计分析是在测量结果的总体上进行的,每个测盘结果都有其各自的量值和不确定度,因为每次观测都正确描述了被测量值的一种特殊状态。这种楷形可认为是间接测量的一种特例。b)当信号传输过程中的噪声对读数值的影响超过校准工作条件规定时,其对不确定度的贡献与仪表不确定5理甄素前网Z.ZC.ET
GB/T6592-2010/1EC60359:2001度相比甚至更大(如仪表在现扬使用)。在这种情况下,统计分析是在读数值的总体上进行,目的是将被测量的信噪分离。这种情形可认为是在额定范圈以外的一组工作条件下对仪表进行的一种新的校准。注2:不能假定由重复的观测获得的不确定度比校准赋予仪表的不确定度或仪表的准确度等级更小。如果重复测量结果在仪表不确定度范围内确实保持一致,对于测量不确定度来说,其后任意一一次测量均是有效的,多次观测结果并不比单次观测带来更多有用信息。另一方面,如果测量结果在仪表不确定度范屘内不一致,为了确保一致,正如文中所定义的那样,最终的测量结果应该以更大的不确定度表示。注3:对于有不可忽略的滞后现象的仪表来说,重复观絮的简单统计分析会让人产生误解。对于此类仪表,适当的测量方法应该在其特定标准中详细说明。3.2.10(仪表的)基本不确定度intrinsic(instrumental)uncertainty使用在参考条件下的测量仪表的不确定度。[IEV311-03-09]3.2.11仪表的工作不确定度operating instrumental uncertainty在额定工作条件下的仪表的不确定度。注:仪表的工作不确定度,与基本小确定度类似,不是由仪表的使用者评估的,而是由制造商说明的,或由校准得到的。该说明可由仪表的基本不确定度和一个或多个影响量值之间的代数关系来表达。但是,此关系仅表示一组不同工作条件下的仪表的工作不确定度的简便方法,而不是一个用于评价仪表内部不确定度传播的函数关系。3.2.12(校准的)验证、verification(of calibration)用来检查在规定条件下,指示值和给定的一组已知被测量之间的关系是否在预定的校淮图限值内的一系列操作。[IEV311-01-13]注1:用于验证的已知被测量的不确定度通常相对于校准图中赋予仪表的不确定度是可以忽略的。注2:实物量具的校准验证在于确定供给量的测量结果与校准图给出的区间是否一致。3.2.13(测量仪表的)调整adjustment(of a measuring instrument)对测量仪表进行的一组操作,使其提供与给定的被测量的值相应的指示值。[IEV311-03-16]注:被测量为零时使得测量仪表的指示也为零的一组操作称为调零。[IEV门3.2.14(测量仪表的)用户调整user adjustment(of a measuring instrument).制造商规定由使用者自行支配所作的调整。[IEV311-03-17,VIM4.31]3.2.15(校准验证的)偏差deviation(for the verification of calibration)同等工作条件下,实施校准验证的仪表的指示值和参考仪表的指示值的差。[IEV311-01-20]注1:指示值可以通过同时测量或替代测量法进行比较。原则上应该是在相同条件下对同一个被测量进行比较,但这是不可能的,因为被测量永远不会严格相同。只有具有计量专长的操作者才能保证两台仪表测量条件的差异对于比较目的来说,是可以忽略的。注2:如果有一台仪表是实物量具,其标称值作为测量值。注3:该术语只用于校准验证操作,根据定义,参考仪表的不确定度可忽略。3.3表示方法的术语和定义3.3.1计最特性metrological characteristics涉及测量仪表读数和与其相互影响的量值之间关系的数据。理甄素前网Z.ZC.ET
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